数据在内存中的存储方式
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目录
前言
一、整数的存储
二、大小端字节序及其判断
1.什么是大小端
2.为什么有大小端
3.用c语言编写程序判断大小端
三、浮点数的存储
1.浮点数的存储规则
2.浮点数的存储过程:
3.浮点数的读取过程:
总结
前言
我们都知道,在计算机中,数据都是以二进制的形式存储的。但是对于整数和浮点数而言,它们的存储方式却略有不同。今天我们深入探讨以下整数和浮点数在内存中的存储。
一、整数的存储
整数的二进制表示方法有三种:原码,反码和补码。当表示有符号的整数时,这三种表示方法都有符号位和数值位两部分,符号位占一个二进制位(最高位),数值位占其余二进制位,当符号位为0时,表示这是一个正数,为1时表示这是一个负数。
这里需要注意以下两点:
1.正整数的源码,反码和补码相同。
2.对于负整数,三者均不相同:
原码:直接将数值翻译成二进制数。
反码:符号位不变,数值位按位取反。
补码:源码+1得到补码。
正数的存储方式:一律以补码的形式存储。
二、大小端字节序及其判断
首先,我们来运行一段代码:
我们给a赋值0x11223344,但是在内存窗口中这四个字节的内容却是倒着排放的。这是为什么呢?
这就涉及到大小端的问题了。
1.什么是大小端
对于一个超过一字节的数据,在内存中存储的时候我们就需要考虑到字节排列的顺序问题。我们根据不同的字节存储顺序,将其分为大端字节序和小端字节序。它们的含义是:
大端字节序表示低位的字节内容存放在高地址处,高位字节内容存放在低地址处。
小端字节序表示低位的字节内容存放在低地址处,高位字节内容存放在高地址处。
我们画图表示以下大小端的含义:
2.为什么有大小端
那么,为什么会有大小端呢?
因为在很多编程语言当中,许多数据类型的内存大小是大于一个字节(8bit)的,它们存储在宽度大于一个字节的寄存器当中时,必然存在多个字节安排顺序的问题。因此,大端字节序和小端字节序就出现了。
3.用c语言编写程序判断大小端
在了解了大小端的概念及成因后,我们就可以由此来写一个程序,判断当前机器是大端还是小端了:
#include <stdio.h>int main()
{int a = 0x11223344;char* p = &a;//用char型指针访问int型变量,访问其最低地址的空间printf("%x\n", *p);return 0;
}
运行结果:
可以看到,程序以十六进制形式打印出了这个数的最低位。由于char型指针访问的是int类型的最低地址空间,这就说明最低地址存放的是低位的字节内容,所以作者的电脑是小端字节序。
三、浮点数的存储
了解了整数的存储之后,我们来探讨一下浮点数的存储。首先我们可以猜一猜以下代码的运行结果:
#include <stdio.h>int main()
{int n = 9;float* p = (float*)&n;printf("n的值为:%d\n", n);printf("*p的值为:%f\n", *p);*p = 9.0f;printf("n的值为:%d\n", n);printf("*p的值为:%f\n", *p);return 0;
}
结果如下:
看到结果,想必你会大吃一惊吧!为什么同一个数,以不同的类型输出会有这么大的差异?这就关乎浮点数在内存中的存储了。
1.浮点数的存储规则
根据国际IEEE754标准,任意一个二进制的浮点数都可以表示成如下形式:
![]()
其中,
表示符号位,S为0时,表示V是一个正数;S为1时,表示V是一个负数。
表示V的有效数字。
。
表示指数位。
举个例子,对于浮点数5.0,它的二进制形式是101.0,写成科学计数法就是。
这样,根据刚才的格式,S=0,M=1.01,E=2。
我们可以发现:对于一个浮点数,只要知道了S,M,E这三个值,就能得出这个浮点数的值。在计算机中,浮点数也是将这三个数存储到内存中,使用时根据规则就能够得到该值。这三个数的存储规则如下:
对于32位的浮点数,最高位存储S,接下来的8位存储E,剩下的23位存储M。
对于64位的浮点数,最高位存储S,接下来的11位存储E,剩下的52位存储M。
2.浮点数的存储过程:
1.对于有效数字M,由于
,就是1.xxxxxx的形式,那么这个个位数“1”就可以不用存储,只存储小数部分,这样就可以多存储一位有效数字。
2.对于指数E,首先这里的E一定是一个无符号整数,但是科学计数法的指数是可以出现负数的,所以,IEEE754规定:存入E时,要给它加上一个中间数再存储。对于8位的E,中间数是127;对于11位的E,这个中间数是1023。
3.浮点数的读取过程:
浮点数的读取过程分三种情况:
1.E的各位不全为0或者不全为1:此时,将E的值取出并减去127(或1023),得到真实值,然后将有效数字M加上1。
2.E全为0:此时,E的真实值变成1-127(或1-1023),并且M不再加1,这用于表示±0或者极小的数字。
3.E全为1:此时,如果有效数字M全为0,这个数就表示正负无穷大(符号由S决定)。
了解了浮点数的存储规则,存储过程和读取过程之后,之前代码的运行结果就能够说明白了。
总结
这篇文章我们探讨了整数的存储、大小端的概念和判断方式、浮点型数据的存储规则,存储过程和读取过程,进一步了解了计算机底层数据的存储模式。之后博主会继续跟大家分享c语言相关内容,感谢大家的支持❤❤❤
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#下载并安装x264 # 切换root用户 sudo -i # 输入密码cd ~ mkdir FFmpeg7#下载并安装x264 git clone https://code.videolan.org/videolan/x264.git cd x264 mkdir build./configure --help # 报缺少asm 时 可加入--disable-asm # --prefix/home/llh/ffmpeg/build/ 指定安装目录…...
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2024年6月后2周重要的大语言模型论文总结:LLM进展、微调、推理和对齐
本文总结了2024年6月后两周发表的一些最重要的大语言模型论文。这些论文涵盖了塑造下一代语言模型的各种主题,从模型优化和缩放到推理、基准测试和增强性能。 LLM进展与基准 1、 BigCodeBench: Benchmarking Code Generation with Diverse Function Calls and Com…...
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LabVIEW图像分段线性映射
介绍了如何使用LabVIEW对图像进行分段线性映射处理,通过对特定灰度值区间进行不同的线性映射调整,以优化图像的显示效果。案例中详细展示了如何配置和使用LabVIEW中的图像处理工具,包括设置分段区间、计算映射参数和应用映射函数等步骤。 实…...
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C++ 多态篇
文章目录 1. 多态的概念和实现1.1 概念1.2 实现1.2.1 协变1.2.2 析构函数1.2.3 子类虚函数不加virtual 2. C11 final和override3.1 final3.2 override 3. 函数重载、重写与隐藏4. 多态的原理5. 抽象类6.单继承和多继承的虚表6.1 单继承6.2 多继承 7. 菱形继承的虚表(了解)7.1 菱…...
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这3个不可或缺的Windows神器图片处理软件,良心好用
Umi-CUT Umi-CUT是一款功能强大的图片处理软件,主要用于批量处理图片。它具备多种实用功能,包括范围裁剪、自动去除黑边或白边、调整图片大小、压缩图片体积等。该软件通过先进的算法和智能识别技术,能够自动检测并移除图片中的黑边ÿ…...
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龙舟竞渡,选车就要选“龙”头!亚洲龙vs雅阁vs迈腾
端午刚过,但各地赛龙舟时“咚!咚!咚!”的战鼓声似乎仍响彻耳畔。所谓“端午龙舟争雄峙,扒横掀浪战波涛”。被喻为“水上的速度与激情”的龙舟竞渡,是一种民族精神的体现,也是一场关乎各地龙舟大比拼的竞赛。好比佛山龙舟操控技能最强、广西北海的龙舟,做工最漂亮最扎实…...
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20万买合资B级车,英仕派对比凯美瑞,究竟谁更胜一筹?
提到合资B级车,丰田凯美瑞往往是选车清单上绕不开的车型。不管是市场销量还是关注热度,凯美瑞用实力证明它才是这个级别市场的常青树。随着市场竞争更加激烈,比凯美瑞更优秀的车型不断涌现。就拿这辆东风本田英仕派燃油版来说,它除了有着一套好看的外观颜值以外,还有着不错…...
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2024年沪台研讨会举行两岸专家共话低碳循环与智慧健康
东方网记者王泳婷6月20日报道:由上海市人民政府参事室和旺旺集团《旺报》共同主办的“低碳循环与智慧健康”2024年沪台研讨会于6月20日在上海举行。沪台两地150余位嘉宾出席研讨会。研讨会上,旺旺集团副董事长周锡玮从绿碳、蓝碳、土壤固碳等不同角度作“农业减碳”主旨演讲。…...
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老款不停售?全新大众帕萨特有望今年内上市车长超5米
据国内媒体报道,上汽大众旗下的全新一代帕萨特车型有望于今年下半年上市,新车可能会被命名为帕萨特PRO,在外形方面会有比较大的幅度的变动,尺寸也有所增加。不过新车上市之后,现款帕萨特可能并不会停售,而是两代同堂销售。这意味着帕萨特PRO的定位应该会比现款帕萨特更高…...
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市场重回分化态势基金看好科技成长方向
从近期的市场走势来看,前期表现较好的价值蓝筹股有所调整,科技成长板块则处于蓄势状态,市场重回分化态势。从机构的后市观点来看,由于当前处于业绩真空期,投资者风险偏好依然不高,在明显缺乏外部资金入场的情况下,市场或维持震荡态势,相对看好科技成长方向。从5月的市场…...
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深入分析 Android Activity (三)
文章目录 深入分析 Android Activity (三)1. Activity 的配置变化处理1.1 处理配置变化 2. Activity 的存储和恢复状态2.1 保存状态2.2 恢复状态 3. Activity 与 Fragment 的通信3.1 通过接口进行通信3.2 通过 ViewModel 进行通信 4. Activity 的窗口管理和视图层次结构4.1 Dec…...