- 作者:老汪软件技巧
- 发表时间:2024-09-04 10:04
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1.数据类型介绍
基本的内置类型:
1.1意义
使用这个类型开辟内存空间的大小,大小决定了使用范围和内存空间
1.2分类
类型可以基本分为五种类型
整形家族:
浮点数家族:float 、double、long double
指针类型:
构造类型:
空类型:void空类型,通常用于函数的返回类型、函数的参数、指针类型等
2.整形在内存中的存储2.1 原码、反码、补码
计算机中整数的三种二进制表示方法,就是原码反码补码,三种表示方法里都有符号位和数值位两部分,符号位是以0表示正数,以1表示负数,对于正整数而言,正整数的原码反码补码都是相同的,所以这里只研究负整数的原码反码补码的关系即可。
原码:就是按照数值的正负直接用二进制的形式表示出来
反码:把原码的符号位不变,其他的位按位取反,即除符号位以外的0变为1,1变为0,得到反码
补码:反码+1得到补码
** 对于整数而言,数据存储在内存中实际上存放的是整数的补码,而不是原码**
2.2 大小端介绍
含义:
大端(存储)模式,是指数据的低位保存在内存的高地址中,而数据的高位,保存在内存的低地址中;
小端(存储)模式,是指数据的低位保存在内存的低地址中,而数据的高位,,保存在内存的高地址中。
为什么会有大小端呢?因为在计算机系统中,都是以字节为单位的,每个地址单元都对应一个字节,一个字节为8bit。除了char类型是8bit之外,还有int32bit和其他类型(编译器不同可能会导致类型的大小不同),另外还有位数大于8位的处理器,例如16和32位的处理器,由于寄存器宽度大于一个字节,则一定存在着如何将多个字节存储起来的问题,所以就产生了大端存储模式和小端存储模式。
3.浮点型在内存中的存储3.1 浮点数的存储规则
根据国际标准IEEE754,任意一个二进制浮点数V都可以用下面的形式进行表示:
(-1)^S * M * 2^E
(-1)^S表示符号位,当S=0,V为正数;当S=1,V为负数。
M表示有效数字,大于等于1,小于2。
2^E表示指数位。
例如:
十进制的5.0,写成二进制是 101.0 ,相当于 1.01×2^2。
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。S=1,M=1.01,E=2。
国际标准IEEE754规定:
对于64位的浮点数,最高的一位是符号位S,接着11位是指数E,剩下52位为有效数字M:
IEEE 754对有效数字M和指数E,还有一些特别规定:
对于有效数字M来说,1≤MIEEE 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,只保存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位浮点数为例,留给M只有23位,将第一位的1舍去以后,等于可以保存24位有效数字。
对于指数E来说,E为一个无符号整数(unsigned int)
这意味着,如果E为8位,它的取值范围为0-255;如果E为11位,它的取值范围为0~2047。但是,科学计数法中的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,所以保存成32位浮点数时,必须保存成10+127=137,即 10001001。
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:浮点数就采用下面的规则表示,即指数E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。
E全为0: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(符号位取决于S)