C语言数据的存储方式

整型在内存中的存储

我们知道变量的创建是在内存中开辟空间，而开辟空间的大小是根据不同的数据类型来确定的，

比如：

我们知道 a 的类型是整型，分配4个字节的空间，那么 a 在内存中是如何存储的呢？

原码、反码、补码 

计算机中整数有三种2进制表示方法，即 原码、反码、补码。

三种表示方式均分为两部分，一部分是 符号位 ，一部分是 数值位。符号位用 0 表示正数，1表示负数，而正数的数值位原码反码补码都相同。

负整数的原码 、反码、补码各不相同。

原码：直接将整数翻译成二进制形式就得到了原码。

反码：将原码符号位不变，数值位按位取反即可得到反码。

补码：将反码加一得到补码。

对于整型来说：数据存放在内存中的其实就是补码。

因为在计算机系统中，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。

我们所看到的是十六进制，通过 b 可以看出，整型数据的存储存的是补码。

但是我们发现是不是顺序有点不对劲。

为什么呢？

大小端介绍 

这里就需要知道什么是大端存储，小端存储。

那么肯定有小伙伴会好奇，为什么不是 8 7 6 5 4 3 2 1 呢，这是因为大小端字节序是以字节为单位的78是一个字节 56是下一个字节，以此类推。 

浮点型子内存中的存储方式

对于浮点型就不单单是翻译原码反码补码那么简单了。

浮点数存储规则

根据国际标准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：
(-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。
举例来说：
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 。那么，S=1，M=1.01，E=2。
IEEE 754规定：
对于32位的浮点数，最高的1位是符号位s，接着的8位是指数E，剩下的23位为有效数字M。

 对于64位的浮点数，最高的1位是符号位s，接着的11位是指数E，剩下的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。
前面说过， 1≤M<2 ，也就是说，M可以写成 1.xxxxxx 的形式，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，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。
至于指数E，情况就比较复杂。
首先，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，我们
知道，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。

然后，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
这时，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。
比如：
0.5（1/2）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)，其阶码为-1+127=126，表示为
01111110，而尾数1.0去掉整数部分为0，补齐0到23位00000000000000000000000，则其二进
制表示形式为:
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。
0 01111110 00000000000000000000000
 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）。

以上就是C语言中数据在内存中存储的方式，本次分享就到此为止了，感谢观看！