C语言之数据在内存中的存储

目录

    • 1. 整数在内存中的存储
    • 2. 大小端字节序和字节序判断
      • 什么是大小端？
      • 为什么有大小端？
      • 练习1
      • 练习2
      • 练习3
      • 练习4
      • 练习5
      • 练习6
    • 3. 浮点数在内存中的存储
      • 浮点数存的过程
      • 浮点数取得过程
      • 练习题解析

1. 整数在内存中的存储

在讲解操作符的时候，我们已经了解了一下内容：

整数的2进制表示方法有三种，即原码、反码和补码

三种表示方法均有符号位和数值位两部分，符号位都是用0表示“正”，用1表示“负”，而数值位最高的一位是被当做符号位，剩余的都是数值位。

正整数的原、反、补码都相同

负整数的三种表示方法各不相同

原码：直接将数值按照正负数的形式翻译成二进制得到的就是原码

反码：将原码的符号位不变，其他位一次按位取反就可以的到反码

补码：反码+1就得到补码

对于整形来说：数据存放在内存中其实存放的是补码

为什么？

在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储
原因在于，使用补码，可以将符号位和数值域统一处理
同时，加法和减法也可以统一处理（CPU只有加法）此外，补码与原码相互转换，其运算过程是相同的，不需要额外的硬件电路

2. 大小端字节序和字节序判断

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>

int main()
{
	int a = 0x11223344;
	return 0;
}

在我们进行调试的时候，是倒着存储的。这是为什么呢？

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

什么是大小端？

其实超过一个字节的数据在内存中存储的时候，就有存储顺序的问题，按照不同的存储顺序，我们分为大端字节序存储和小端字节序存储，下面是具体的概念：

大端（存储）模式：

是指数据的低位字节内容保存在内存的高地址处，而数据的高位字节内容，保存在内存的低地址处。

小端（存储）模式：

是指数据的低位字节内容保存在内存的低地址处，而数据的高位字节内容，保存在内存的高地址处。

上述概念需要记住，方便分辨大小端

为什么有大小端？

为什么会有大小端之分呢？

这是因为在计算机系统中，我们是以字节为单位的，每个地址单元都对应着一个字节。一个字节为8bit位，但是在C语言中除了9bit的char之外，还有16bit的short型，32bit的long型（要看具体的编译器），另外，对于位数大于8位的处理器，例如16位或者32位的处理器，由于寄存器宽度大于一个字节，那么必然存在着一个如何将多个字节安排的问题。因此导致了大端存储模式和小端存储模式。

例如：一个16bit的short型x,在内存的地址为0x0010,x的值为0x1122,那么0x11为高字节，0x22为低字节。对于大端模式，就将0x11放在低地址中，即0x0010中，0x22放在高地址中，即0x0011中。小端模式，刚好相反。我们常用的x86结构是小端模式，而KEIL C51则为大端模式。很多的ARM,DSP都为小端模式。有些ARM处理器还可以由硬件来选择是大端模式还是小端模式。

练习1

请简述大端字节序和小端字节序的概念，设计一个小程序来判断当前机器的字节序。

//方式1：一般形式
int main()
{
	int a = 1;

	char* p = *(char*)&a;
	if (p == 1)
	{
		printf("小端字节序");
	}else{
		printf("大端字节序");
	}
	return 0;
}

//方式2：函数形式
int m_mine()
{
	int a = 1;
	return (*(char*)&a);
}

int main()
{
	int p = m_mine();
	if (p == 1)
	{
		printf("小端字节序");
	}else{
		printf("大端字节序");
	}
	return 0;
}

练习2

#include <stdio.h>
int main()
{
	char a = -1;
	//10000000000000000000000000000000  原码
	//11111111111111111111111111111110  反码
	//11111111111111111111111111111111  补码
	//存储在a中要发生截断
	//11111111 -a
	// 有符号位补1
	//11111111111111111111111111111111
	//10000000000000000000000000000000
	//10000000000000000000000000000001
	//-1
	signed char b = -1;
	//11111111 -b
	unsigned char c = -1;
	//11111111 -c
	//无符号位补0
	//000000000000000000000000011111111
	//255

	printf("a=%d,b=%d,c=%d", a, b, c);//-1,-1,255
	//%d - 十进制的形式打印有符号的整数
	return 0;
}

练习3

#include <stdio.h>
int main()
{
	char a = -128;
	//10000000000000000000000010000000
	//11111111111111111111111101111111
	//11111111111111111111111110000000
	//10000000 -a
	//打印时发生整型提升，按符号位提升
	//11111111111111111111111110000000
	//
	printf("%u\n", a);
	//%u是十进制的形式打印无符号的整数
	return 0;
}

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

练习4

#include <stdio.h>
int main()
{
	char a[1000];
	//-128~127
	//-1 -2 -3....-128 127 126 125 ...... 5 4 3 2 1 0 .....-128....
	//128+127=255
	int i;
	for (i = 0; i < 1000; i++)
	{
		a[i] = -1 - i;
	}
	printf("%d", strlen(a));
	//求字符串的长度找的是\0，\0的ASCII码值是0，其实找的就是0
	return 0;
}

练习5

#include <stdio.h>
unsigned char i = 0;
//0~255
int main()
{
	for (i = 0; i <= 255; i++)//恒成立，出现死循环
	{
		printf("hello world\n");
	}
	return 0;
}

#include <stdio.h>
int main()
{
	unsigned int i;
	//死循环
	for (i = 9; i >= 0; i--)
	{
		printf("%u\n", i);
	}
	return 0;
}

练习6

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a[4] = { 1, 2, 3, 4 };
	int* ptr1 = (int*)(&a + 1);
	int* ptr2 = (int*)((int)a + 1);
	printf("%x,%x", ptr1[-1], *ptr2);//4   2 00 00 00
	return 0;
}

在这里插入图片描述

3. 浮点数在内存中的存储

常见的浮点数：3.1415926/1E10等，浮点数家族包括float、double、long double类型。
浮点数表示的范围：float.h中定义

#include <stdio.h>
int main()
{
	int n = 9;
	float* pFloat = (float*)&n;//int*
	printf("n的值为：%d\n", n);
	printf("*pFloat的值为：%f\n", *pFloat);
	*pFloat = 9.0;
	printf("num的值为：%d\n", n);
	printf("*pFloat的值为：%f\n", *pFloat);
	return 0;
}

在这里插入图片描述

整数的存储方式和浮点数的存储方式是不一样的。

在上述代码中，num和pfloat在内存中明明是同一个数，为什么浮点数和整数的解读结果会差别这么大？

要理解这个结果，一定要搞懂浮点数在计算机内部的表示方法。

根据国际IEEE（电气和电子工程协会）754，任意一个二进制浮点数V可以表示成下面的形式：

V = (-1)^s * M * 2^E

  • (-1)^s 表示符号位，当s等于0，V为正数；当S=1,V为负数
  • M表示有效数字，M是大于等于1，小于2的
  • 2^E 表示指数位

举例来说：

十进制的5.0，写成二进制是101.0，相当于1.091*2^2

那么，按照上面V的格式，可以得出S=0，M=1.01,E=2

十进制的-5.0，写成二进制是-101.0，相当于-1.01*2^2，那么S=1,M=1.01,E=2

IEEE 754规定：
对于32位的浮点数，最高位存储符号位S，接着的8位存储指数E，剩下的23位存储有效数字M
对于64位的浮点数，最高的1位存储符号位S，接着的11位存储指数E,剩下的52位存储有效数字M

//十进制：   5.5
//二进制：   101.1
//科学计数法：1.011 * 2^2   
//(-1)^0 * 1.011 * 2^2
//S=0		M=1.011		E=2

int main()
{
	float f = 5.5f;
	
	//0 10000001 01100000000000000000000
	//1.0110000000000000000000 * 2^2----->129-127=2
	return 0;
}

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

浮点数存的过程

IEEE 754对有效数字M和指数E，还有一些特别规定

前面说过，1<=M<2,也就是说，M可以写成1.xxxxxx形式，其中xxxxxx表示小数部分。

IEEE 754规定，在计算机内部保存M时，默认这个数的第一位总是1，因此可以被舍去，只保存后面的xxxxxx部分。比如保存1.01的时候，值保存01，等到读取的时候，再把第一位的1加上去。这样做的目的，是节省1位有效数字。以32位浮点数位例，只给M只有23位，将第一位的1舍去后，等于可以保存24位有效数字

至于指数E，情况就比较复杂

首先，E为一个无符号整数

这意味着，如果E为8位，它的取值范围为0255；如果为11位，它的取值范围为02047.但是，我们知道，科学计数法的E是可以出现负数的，所以IEEE 754规定，存入内存时E的真实值必须再加上一个中间数，对于8位的E，这个中间数是127；对于11位的E，这个中间数是1023.比如，2^10的E是10，所以保存称32位浮点数，必须保存成10+127=137，即10001001.

浮点数取得过程

指数E从内存中取出还可以再分成三种情况：

E不全为0或不全为1

此时，浮点数就采用下面规则表示，即指数E来的计算值减去127（或1023），得到真实值，再将有效数字M前加上第一位的1

比如：0.5的二进制形式为0.1，由于规定正数部分必须为1，即将小数点右移1位，则为1.0*2^（-1），其00000000000000000000000，其二进制表示形式为：

0 01111110 00000000000000000000000

E全为0

这时，浮点数的指数E等于1-127（或者1-1023）即为真实值，有效数字M不再加上第一位的1，而是还原为0.xxxxxx的小数。这样做是为了表示±0，以及接近于0的很小的数字

E全为1

这时，如果有效数字M全为0，表示±无穷大（正负取决于符号位S）

0 11111111 00010000000000000000000

练习题解析

int main()
{
	int n = 9;
	//0 00000000 00000000000000000001001
	//S=0
	//E=-126
	//M=0.00000000000000000001001
	//+0.00000000000000000001001 * 2^-126
	float* pFloat = (float*)&n;
	printf("n的值为：%d\n", n);
	printf("*pFloat的值为：%f\n", *pFloat);//0.000000
	*pFloat = 9.0;
	//以浮点数的形式存储
	//1001.0
	//1.001 * 2^3
	//(-1)^0 * 1.001 * 2^3
	//S = 0
	//E = 3
	//M = 1.001
	//0 10000010 00100000000000000000000
	//s    e+127    M
	//0 10000010 00100000000000000000000(补码)
	printf("num的值为：%d\n", n);
	printf("*pFloat的值为：%f\n", *pFloat);
	return 0;
}

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.mfbz.cn/a/371763.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

算法学习——华为机考题库7（HJ41 - HJ45）

算法学习——华为机考题库7（HJ41 - HJ45）

算法学习——华为机考题库7&#xff08;HJ41 - HJ45&#xff09; HJ41 称砝码 描述 现有n种砝码&#xff0c;重量互不相等&#xff0c;分别为 m1,m2,m3…mn &#xff1b; 每种砝码对应的数量为 x1,x2,x3…xn 。现在要用这些砝码去称物体的重量(放在同一侧)&#xff0c;问能称…
阅读更多...
前端 - 基础 列表标签 - 自定义列表 详解

前端 - 基础 列表标签 - 自定义列表 详解

使用场景 &#xff1a; 常用于对术语或名词进行解释和描述&#xff0c;定义列表的列表前没有任何项目符号。 在 HTML 标签中&#xff0c; < dl > 标签用于定义 描述列表 &#xff08; 或定义列表 &#xff09; 该标签会与 <dt> ( 定义项目/名字 ) 和 <dd…
阅读更多...
从0搭建react+ts+redux+axios+antd项目

从0搭建react+ts+redux+axios+antd项目

文章目录 一、安装及初始化二、TypeScript配置三、Webpack配置四、Prettier统一编码风格五、使用less六、Antd 安装及使用七、添加redux及使用八、添加Router及配置九、安装axios十、echarts按需引入 本文介绍了如何用creat-react-app脚手架搭建一个react项目的基本结构&#x…
阅读更多...
UE4 C++ 静态加载类和资源

UE4 C++ 静态加载类和资源

静态加载类和资源&#xff1a;指在编译时加载&#xff0c;并且只能在构造函数中编写代码 .h //增加所需组件的头文件 #include "Components/SceneComponent.h" //场景组件 #include "Components/StaticMeshComponent.h" //静态网格体组件 #include &qu…
阅读更多...
VS2019+CAXACAD2023二次开发教程(一、环境搭建)

VS2019+CAXACAD2023二次开发教程(一、环境搭建)

前言 CAXACAD2023的二次开发相关文件和库都在installpath\CRX\的文件夹下。 CAXACAD2023的默认开发环境是VS2019，如果是用VS2019的环境话，可以直接安装"installpath\CRX\Wizard\CRXWizard_VS2019.exe"这个插件，安装好后就可以一键新建的项目，新建的项目会自动帮…
阅读更多...
【漏洞复现】EPON上行A8-C政企网关信息泄露漏洞

【漏洞复现】EPON上行A8-C政企网关信息泄露漏洞

Nx01 产品简介 EPON上行A8-C政企网关是一款终端产品&#xff0c;提供企业网络解决方案。 Nx02 漏洞描述 EPON上行A8-C政企网关敏感信息泄露漏洞&#xff0c;攻击者通过敏感信息泄露获取管理员密码。 Nx03 产品主页 fofa-query: "ZXECS" && title"Web…
阅读更多...
蓝桥杯每日一题----区间dp

蓝桥杯每日一题----区间dp

前言 暂时没啥好说的&#xff0c;直接进入正题吧 引入 涂色PAINT 读题发现要求的是使一段区间满足要求的最小操作次数&#xff0c;考虑用动态规划去做。 第一步&#xff1a;考虑缩小规模&#xff0c;这里的规模其实就是区间长度&#xff0c;那么dp数组应该可以表示某个区间&…
阅读更多...
certificate has expired错误解决

certificate has expired错误解决

npm ERR! request to https://registry.npm.taobao.org/nodemon failed, reason: certificate has expired错误解决 npm在安装依赖包时出现以下错误。 作为最后的手段&#xff0c;你可以配置npm忽略SSL证书验证。这不是一个推荐的解决方案&#xff0c;因为它会降低安全性&…
阅读更多...
window 镜像---负载篇

window 镜像---负载篇

前提&#xff1a;需要修改window的powershell执行脚本的策略 步骤&#xff1a;以管理员身份打开powershell&#xff0c;执行 Get-ExecutionPolicy查看当前执行策略&#xff0c;若返回值是Restricted&#xff0c;需执行Set-ExecutionPolicy RemoteSigned powershell 版本信息&am…
阅读更多...
计算机网络第6章（应用层）

计算机网络第6章（应用层）

6.1、应用层概述 我们在浏览器的地址中输入某个网站的域名后&#xff0c;就可以访问该网站的内容&#xff0c;这个就是万维网WWW应用&#xff0c;其相关的应用层协议为超文本传送协议HTTP 用户在浏览器地址栏中输入的是“见名知意”的域名&#xff0c;而TCP/IP的网际层使用IP地…
阅读更多...
YouTrack 用户登录提示 JIRA 错误

YouTrack 用户登录提示 JIRA 错误

就算输入正确的用户名和密码&#xff0c;我们也得到了下面的错误信息&#xff1a; youtrack Cannot retrieve JIRA user profile details. 解决办法 出现这个问题是因为 YouTrack 在当前的系统重有 JIRA 的导入关联。 需要把这个导入关联取消掉。 找到后台配置的导入关联&a…
阅读更多...
【JMeter】使用技巧

【JMeter】使用技巧

在这此对新版本jmeter的学习温习的过程&#xff0c;发现了一些以前不知道的功能&#xff0c;所以&#xff0c;整理出来与大分享。本文内容如下。 如何使用英文界面的jmeter如何使用镜像服务器Jmeter分布式测试启动Debug 日志记录搜索功能线程之间传递变量 如何使用英文界面的…
阅读更多...
SpringBoot实现统一异常处理

SpringBoot实现统一异常处理

文章目录 前言实现步骤定义统一响应对象类定义业务异常枚举接口和实现定义业务异常基类定义全局异常处理切面测试和验证 总结 前言 近日心血来潮想做一个开源项目&#xff0c;目标是做一款可以适配多端、功能完备的模板工程&#xff0c;包含后台管理系统和前台系统&#xff0c…
阅读更多...
Docker 搭建mysql 集群（二）

Docker 搭建mysql 集群（二）

PXC方案 很明显 PXC方案在任何一个节点写入的数据都会同步到其他节点&#xff0c;数据双向同步的&#xff08;在任何节点上都可以同时读写&#xff09; 创建MySQL PXC集群 1 安装PXC镜像 docker pull percona/percona-xtradb-cluster:5.7.21 2 为PXC镜像改名 docker tag pe…
阅读更多...
数据分析基础之《pandas（3）—DataFrame运算》

数据分析基础之《pandas（3）—DataFrame运算》

一、算术运算 1、add() 加法运算 2、sub() 减法运算 3、想要得到每天的涨跌幅大小&#xff0c;求出每天close-open价格差 # 算术运算 close data[close] open1 data[open] # 收盘价减去开盘价 data[m_price_change] close.sub(open1) data.head() 二、逻辑运算 1、逻辑…
阅读更多...
Transformer实战-系列教程5：Vision Transformer 源码解读3

Transformer实战-系列教程5：Vision Transformer 源码解读3

&#x1f6a9;&#x1f6a9;&#x1f6a9;Transformer实战-系列教程总目录 有任何问题欢迎在下面留言 本篇文章的代码运行界面均在Pycharm中进行 本篇文章配套的代码资源已经上传 6、Block类------构造函数 class Block(nn.Module):def __init__(self, config, vis):super(Blo…
阅读更多...
【C++】类和对象（2）

【C++】类和对象（2）

这篇博客继续学习类和对象~&#xff0c;主要介绍了类的6个默认成员函数。 目录 类的6个默认成员函数 构造函数 概念 特性 析构函数 概念 特性 拷贝构造函数 特性 赋值运算符重载 运算符重载 赋值运算符重载 前置和后置重载 日期类的实现 const成员 取地址及cons…
阅读更多...
FTP口令问题

FTP口令问题

FTP&#xff08;File Transfer Protocol &#xff0c;文件传输协议&#xff09;是一个文件传输协议&#xff0c;用户通 过FTP可从客户机程序向远程主机上传或下载文件&#xff0c;常用于网站代码维护、 日常 源码备份等。如果攻击者通过FTP匿名访问或者通过弱口令破解获取FTP…
阅读更多...
Linux进程信号(2)--信号的保存

Linux进程信号(2)--信号的保存

目录 1.阻塞信号 1.1 信号其他相关常见概念 1.实际执行信号的处理动作称为信号递达(Delivery&#xff09; 2.信号从产生到递达之间的状态,称为信号未决(Pending)。 3.进程可以选择阻塞 (Block )某个信号。 1.2信号在内核中的表示 sigset_t 信号集操作函数 使用sigprocm…
阅读更多...
JAVA-File五个练习

JAVA-File五个练习

下面习题思路大多都是&#xff1a; 1.获取路径下所有列表&#xff08;listfiles&#xff09;&#xff0c;2.遍历文件或文件夹&#xff08;增强for&#xff09;&#xff0c;3.判断是否是文件&#xff08;isFile&#xff09;并直接执行逻辑&#xff0c;4.判断当前是文件夹的情况&…
阅读更多...
最新文章

Copyright @ 2022~2023

友情链接： 我的编程经验分享 一条长河网 尧图网站开发 尧图建网站