文章目录

  • 1️⃣数据类型详细介绍
    • 基本内置类型
    • 1.1数据类型的基本归类
      • ① 整形家族
      • ②浮点数家族
      • ③结构体家族
      • ④指针类型
      • ⑤ 空类型
      • 1.2整形在内存中的存储
  • 2️⃣2.1 原码、反码、补码
    • 2.2大小端介绍
      • ①什么是大小端？
      • ②为什么会有大小端？（本节不感兴趣可以跳过）
      • 百度2015年系统工程师笔试题：
  • 3️⃣实战练习Practice

1️⃣数据类型详细介绍

基本内置类型

char//1个字节short//2个字节int //4个字节long//4个字节，C语言规定long >=int即可long long //8个字节float//4个字节double//8个字节

1.1数据类型的基本归类

① 整形家族

>字符型 charunsigned charsigned char>短整型 short unsigned short signed short>整型 int unsigned int signed int >长整型 long unsigned long signed long//注意以下都是在C99标准中才被引进的>长整形 long long unsigned long long signed long long

为什么char也归于整形家族呢？因为char是字符类型，字符在内存中存储是按ASCII码值存储的。(注意：C99标准并未指定 char 类型是有符号还是无符号，这取决实现（编译器和硬件平台），不过常见的编译器下的char是signed char。具体可以通过limits.h头文件中 CHAR_MIN 的值来确认，如果 CHAR_MIN 为 0 则说明 char 类型被当作无符号整）
（float,double ，long double 浮点型表示范围可以通过float.h查看)

②浮点数家族

>单精度实型float>双精度实点型double

③结构体家族

>数组类型[]>结构体类型struct>枚举类型enum>联合体类型union

④指针类型

int* p //整形指针char* p //字符型指针float* p //单精度浮点型指针void* p// 空类型(无类型)指针

居然数组也是构造类型！ 举个栗子~看下例：

int arr[10];char arr2[5];//arr arr2的类型是int [10] 和 char [5];
  • 因为数组的元素个数我们可以自己定义，数组类型我们也可以自己定义

⑤ 空类型

void 表示 空类型(5无类型)通常用作函数返回类型、函数参数、指针类型。比如 void test(void) //表示该test函数不需要返回类型，不需要参数

1.2整形在内存中的存储

一个变量的创建是要在内存中开辟空间的。空间的大小是根据不同的类型决定的。
我们接下来就分析分析整形到底是怎么在内存中存储的？

比如下例代码：

int a = 20;int b = -10;

毫无疑问内存为a变量分配了4个字节空间用来存储20，那如何存储呢？请接着往下看…

2️⃣2.1 原码、反码、补码

计算机中的的整形有3种2进制表示方法：原码、反码、补码。
3种方法均有符号位和数值位两个部分。
符号位用：0表示“正”，1表示“负”；
而数值位：正数的原码、反码、补码都相同

注释：后面把原码、反码、补码，简写成 原、反、补码。

  • 对于正整数和无符号整数原、反、补码都相同

但是！但是！但是！负整数的3种表示方法各不相同。

原码：直接将数值按照正数的形式转换成二进制就可以得到原码。
反码：原码的符号位不变，其他位按位取反。
补码：反码+1得到补码。
从补码得到原码： 补码-1得到反码，反码的符号位不变，其他位按位取反。
unsigned 的类型，最高位不再是符号位，而是数值域！

对于整形来说：数据存放在内存中都是以补码的形式进行存储。
那为什么呢？

在计算机系统中，数值一律用补码表示和存储。原因在于，使用补码，可以将符号位和数值域统一处理。同时，加减法也可以统一处理（CPU只有加法器）
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。

从补码得到原码，还有一种方法:对补码直接进行取反得到反码，反码再+1，得到的就是原码(这就是为什么说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)

使用补码，可以将符号位和数值域统一处理。同时，加减法也可以统一处理（CPU只有加法器）

  • 举个栗子 ~
    例如：1 -1 =？ 因为系统只有加法器所以转换为1+(-1)再进行计算，如果数据在内存中存储的是原码，那么我们来看看：
    如果用原码进行计算，那么结果就出人意料了！这时，有人就说啦，那用补码计算看看，
//1的原、反、补码相同//00000000000000000000000000000001//-1的原码//10000000000000000000000000000001//-1的反码——>原码符号位不变，其他位其他位依次按位取反//11111111111111111111111111111110//-1的补码——>反码+1，得到补码//11111111111111111111111111111111//——————————————————————————————————————————————————————//1+(-1)用补码进行计算//00000000000000000000000000000001 ——>1的补码//11111111111111111111111111111111 ——>-1的补码//100000000000000000000000000000000 ——>结果多了一位//**实际上只能存32位bit，进的1位，存不下，于是就丢了，最终得到的是0**

让我们来看看整形在内存中的存储吧

咦？我们可以看到对于a和b分别在内存中存储的是补码，但是我们发现了不对劲（上面显示的是16进制表现形式，但是实际在内存中存的是二进制）。
这又是为什么呢？

2.2大小端介绍

①什么是大小端？

  • 大端(存储)模式：是指数据的低位保存在内存的高地址处，而数据的高位保存在内存的低地址处。
  • 小端(存储)模式:是指数据的低位保存在内存的低地址处，而数据的高位保存在内存的高地址处。
    (大小端之分建立在存储字节在1个字节以上，一个字节不存在大小端之分)

例如：

②为什么会有大小端？（本节不感兴趣可以跳过）

（本节不感兴趣可以跳过）

  • 为什么会有大小端模式之分呢？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8个bit。但是在C语言中除了8bit的char之外，还有16bit的short型，32bit的long型（要看具体编译器），另外，对于维数大于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。因此就导致了大端存储模式和小端存储模式。
  • 例如：一个16bit的short型的a变量，
    (假设)在内存中的地址为0x0010,a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放在低地址处，即0x0010中，0x22放在高地址处，即0x11中。小端模式，恰好相反。我们常用的x86结构是小端模式，而KEIL C51 则为大端。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。

百度2015年系统工程师笔试题：

请简述大小端节序和小端节序的概念，设计一个小程序来判断当前机器的字节序 (10分)

  1. 解答：

1.概念：略(在上面已经讲解过啦，可以翻上去再看看)
2. 程序思路：定义一个int型变量a，并初始化为1，（16进制表现形式是0x00 00 00 01）
**如果当前机器是小端字节序存储模式，那么存储的方式从低地址到高地址就是01 00 00 00；如果是大端模式，从低地址到高地址就是00 00 00 01。所以只要判断01的存储位置就可以判断大小端。这里可以使用指针进行解引用操作，char*1次访问的字节是1个字节，不过变量a是int类型，&a要用int * p来存放，但是int *访问一次地址是4个字节，显然不行，所以要对&a进行强制类型转换为(char * ),这样进行解引用操作，一次就只访问一个字节了。

//代码1#include int main(){int a = 1;//16进制位0x00 00 00 01char* p = (char*)&a;if (*p)//如果是小端，*p为01 则判断条件为真。{printf("小端\n");}else{printf("大端\n");}return 0;}

上面这段代码方便大家容易理解，这段代码还可以优化

//代码2#include int inspect_small()//协议：小端返回1，大端返回0；{int a = 1;return *(char*)&a;}int main(){if (inspect_small())//如果是小端，函数返回值为1 则判断条件为真{printf("小端\n");}else{printf("大端\n");}return 0;}

3️⃣实战练习Practice

①练习题一：

判断下列代码输出结果：

1.//输出什么？#include int main(){char a= -1;signed char b=-1;unsigned char c=-1;printf("a=%d,b=%d,c=%d",a,b,c);return 0;}

输出结果：-1 ，-1 ，255
为什么c的输出结果不是你想的那样呢？下面让我们来看看为什么。

②练习题二：

2.下面程序输出什么？#include int main(){char a = -128;printf("%u\n",a);//输出4294967168return 0;}

③练习三：

3.#include int main(){char a = 128;printf("%u\n",a);return 0;}

这道题跟练习题一相似，就不做解释了。
④练习四：

4.int i= -20;unsignedintj = 10;printf("%d\n", i+j);//-10//按照补码的形式进行运算，最后格式化成为有符号整数


⑤练习五：

5.unsigned int i;//i是无符号类型，任何值都大于等于0for(i = 9; i >= 0; i--)//所以判断恒成立{printf("%u\n",i);//输出9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 4294967295 4294967294..}

为什么呢？当i=-1时，以%u打印其实打印的是-1的补码
⑥练习六：

6.int main(){char a[1000];int i;for(i=0; i<1000; i++) {a[i] = -1-i;//-1 - 0 = -1..-2..-3..-4.. }//strlen()在求字符串长度时只要遇到‘\0’(ASCII码值是0)也就是遇到0就会停下来；printf("%d",strlen(a));//输出255——>127个元素+128个元素(负数)=255return 0;}

char 类型存储范围是-128~127


⑦练习题七：

7.#include unsigned char i = 0;//i的范围是0~255int main(){for(i = 0;i<=255;i++)//所以循坏条件恒成立 {printf("hello world\n");//死循坏打印 }return 0;}

强调：在使用unsigned 数时一定要谨慎使用，一不小心就是各种bug！

抛砖引玉：浮点数在内存中怎么存储的呢？我们可以在float.h头文件下查看数据范围。

看下列：

#include int main(){int n = 9;float* pFloat = (float*)&n;printf("n的值为:%d\n", n);//9printf("*pFloat的值为:%f\n", *pFloat);//0.000000 *pFloat = 9.0;printf("n的值为:%d\n", n);//1091567616printf("*pFloat的值为:%f\n", *pFloat);//9.000000return 0;}

输出结果和我们想的大不相同，这是为什么呢？
预知后事如何，请看下回分解~~~
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