C语言中数据的存储

整数在内存的存储方式

• 符号位用0表示正，1表示负。
• 整数在内存中是以补码的形式保存的（正数的源反补码相同，负数的源反补码不同）

• 注意：变量类型在读取时会有一个整形提升的问题

  • 整形提升在存储变量时是没有的，只在读取时存在
  • 例如：char类型的数，输出的用%d整形输出。
• 整形提升时，有符号类型根据首位进行补位，无符号类型补0。
• 整形提升后，注意正数的源反补码相同。

int main()
{
    char b = 229;
 //存储时：229是正数，源反补码都相同
    //0000 0000 0000 0000 0000 0000 1110 0101  正数首位为0，其余位补0
    //b内存中存储的是：1110 0101
    
 //读取时，char类型打印为整型，整型提升
 //%d 表示有符号整形，首位为符号位，1110 0101首位为1，负数
 //如果是打印 %u 打印无符号整形，所有位都为数值位，源反补码相同。 
//char类型为有符号类型，根据首位决定补什么
   //补码：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 0101 首位为1，全部补1
   //反码：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 0100  补码减一
   //源码：1000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1011  取反
//输出的值： -27
   
    printf("%d",b);
    return 0;
}

大小端字节序存储

• 以字节为单元进行存储。

0x12345678  十六进制位  12是最高位字节的数据，78是最低位字节的数据
大端存储： 低位  12 34 56 78 高位   把高位字节数据存放在低位处
小端存储： 低位  78 56 34 12 高位   把低位字节数据存放在低位处

浮点型在内存中的存储

• 注意：浮点数在内存中可能不能精确保存，所以一般不用 == 号进行比较，一般是用差值，看是否在一定范围内。

存储浮点数时

• 整数和浮点数在内存中的存储方式是有差异的。
• 根据国际IEEE754的标准：任意二进制浮点数都可以表示成下列形式。

浮点数的计数方式：(-1)^S*M*2^E
(-1)^S表示符号位，S为0，则为正数；为1，则为负数
M表示有效数字的，大于1，小于2 (用二进制表示的)
2^E表示指数位。
内存中存储的就是S、E、M三个数据
（对应32位float类型）
[bit0]1bit存储S，[bit1-bit8]8bit存储E，[bit9-bit31]23bit存储M。
(对应64位double类型)
[bit0]1bit存储S，[bit1-bit11]11bit存储E，[bit9-bit63]52bit存储M。

• 注意：计算机内部保存M时，默认这个数的第一位总是1，所以可以省略，只保存小数点后的位数。

  • 例如：1.25 换成二进制是 1.01 ，M位只保存 01 。
• 注意：存储E时，要在原数值上加上127(float)或者1023(double)进行修正。

float f = 5.5;
    //二进制形式    ：101.1
    //换成国际标准    ：(-1)^0 * 1.011 * 2^2
    //S=0；
    // E=2；    需要加127修正 所以 E = 129
    // M=1.011      相当于存储1.01100000000000000000000，小数点后面补0
    //内存中存储：0 10000001 01100000000000000000000

取浮点数时

• 当E全为0时，取浮点数的指数E时，E = 1-127（或者1-1023）

  • 并且M的值，不再加上整数位的 1，而是还原为 0.xxxx 的小数。
• 当E全为1时，如果有效数字M全为0，则表示正负无穷大（正负取决于符号位S）

• 当E有0有1时，E = 计算值 - 127（或1023）

  • 并且将有效数字M的值加上整数位的 1，得到1.xxxx的小数。

int main()
{
    int n = 9;
    float* pfloat = (float*)&n;
    //源反补相同：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1001
    //以float方式读取：
    // bit0位为0            S=0
    // bit1-bit8位全为0        E=1-127=-126   （E全为0，M不再加上整数位的1）
    // bit9-bit31            M = 000 0000 0000 0000 0000 1001 == 0.000 0000 0000 0000 0000 1001  （注意M的值是用二进制直接计算的）
    // *pfloat = (-1)^0 * 0.000 0000 0000 0000 0000 1001 * 2^(-126)
    printf("n的值为：%d\n", n);
    printf("*pfloat的值为：%f\n", *pfloat);

    *pfloat = 9.0;
    printf("n的值为：%d\n", n);
    printf("*pfloat的值为：%f\n", *pfloat);
    return 0;
}=

全局变量和局部变量的初始化问题

• 全局变量未初始化时，默认值为0。
• 局部变量未初始化时，程序会报错。