当前位置: 首页 > news >正文

深入浅出C语言——数据在内存中的存储

文章目录

  • 一、数据类型详细介绍
    • 1. C语言中的内置类型
    • 2. 类型的基本归类:
  • 二. 整形在内存中的存储
    • 1. 原码、反码、补码
    • 2. 大小端
  • 三.浮点数存储规则


一、数据类型详细介绍

1. C语言中的内置类型

   C语言的内置类型有char、short、int、long、long long、float、double,内置类型所占存储空间的大小如下所示:

char 		//字符数据类型 	1
short 		//短整型     	2
int 		//整形        	4
long 		//长整型    		4/8
long long 	//更长的整形  	8
float 		//单精度浮点数    4
double 		//双精度浮点数   	8

C语言中类型的意义

  1. 使用这个类型开辟内存空间的大小,大小决定了使用范围。
  2. 如何看待内存空间的视角。

2. 类型的基本归类:

整形家族:

charunsigned charsigned char

  属于整形家族, 因为char虽然是字符类型,但是字符类型存储的时候,存储的是字符的ASCII码值,ASCII值是整数。另外,当在编译器中输入char c1;时,c1到底是有符号还是无符号的是不确定的,是取决于编译器实现的,一般情况下char相当于singed char。有符号字符类型取值范围是-128 ~ 127,无符号字符类型取值范围是0~255。

shortunsigned shortsigned short

  属于整数家族,short等价于signed short,取值范围是 -32768~32767,unsigned short是无符号的short,取值范围是0 ~ 65535。

intunsigned intsigned int

  属于整数家族,int是有符号的int等价于singed int。

longunsigned longsigned long

  属于整数家族,long是有符号的long等价于signed long。


数据的最高位

  有正负的的数据可以放在有符号的变量中,只有正数的数据可以放在无符号的变量中。如果是有符号的数据,最高位表示的是符号位。最高位是0,表示正数;最高位是1,表示负数,如果对于无符号的数据来说,最高位也是数据位。


浮点数家族:

floatdoublelong double

构造类型:

结构体类型枚举类型联合类型
structenumunion

指针类型

int* pichar* pcfloat* pfvoid* pv

空类型:

   void 表示空类型/无类型,通常应用于函数的返回类型、函数的参数、指针类型。


二. 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而决定的。


1. 原码、反码、补码

   计算机中的整数有三种表示方法,即原码、反码和补码。正数的原、反、补码都相同;负数的原码、反码、补码需要计算,负数的原码直接将数值按照正负数的形式翻译成二进制就可以,反码则将原码的符号位不变,其他位依次按位取反就可以得到了,补码是将反码+1就得到补码。对于整形来说:数据存放内存中其实存放的是补码。

int main()
{int a = 10;//整型值//原码:00000000000000000000000000001010//反码:00000000000000000000000000001010//补码:00000000000000000000000000001010int b = -10;//整型值//原码:10000000000000000000000000001010//反码:11111111111111111111111111110101//补码:11111111111111111111111111110110//      1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110//      F    F    F     F   F     F    F   6//      0x ff ff ff f6 存储到内存中return 0;
}

为什么数据在内存中放的是补码

   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。


2. 大小端

  大小端即大小端字节序存储。大端字节存序储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;小端字节序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。


案例

int a = 0X11223344;在内存中存储

在这里插入图片描述


为什么会有大小端模式之分?

  因为在计算机系统中是以字节为单位的,每个地址单元都对应着一个字节,一个字节为8bit。但是在C语言中除了8 bit的char之外,还有16 bit的short型,32 bit的long型。另外,对于位数大于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。常用的 X86 结构是小端模式,而 KEIL C51 则为大端模式,很多的ARM和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。


判断当前机器的字节序

int check_sys()
{int a = 1;return *(char*)&a;
}
int main()
{int ret = check_sys();if (ret == 1)printf("小端\n");elseprintf("大端\n");return 0;
}

三.浮点数存储规则

   整数和浮点数的存储方式是有差异的,浮点数家族包括: float、double、long double 类型。根据国际IEEE754(标准电气和电子工程协会) ,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

   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标准

  IEEE754标准规定,对于32位的浮点数(float类型),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。
在这里插入图片描述
  IEEE754标准规定,对于64位的浮点数(double),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。
在这里插入图片描述


保存有效数字M

  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。


保存指数E

  至于指数E,情况就比较复杂。首先,E为一个无符(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。


取出指数E

指数E从内存中取出还可以再分成三种情况:

1.E不全为0或不全为1

  当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。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: 0 01111110 00000000000000000000000

2.E全为0

  当E全为0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。

3.E全为1

  当E全为1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


浮点数的比较

  浮点数进行比较的时候不能直接用==去比较,因为浮点数在内存中储存有误差,应该比较浮点数直接的差值是否在允许的精度范围之内。比如一个完整的比较相等的逻辑可以为:

const double eps = 1e-8;
#define Equ(a, b) ((fabs((a)-(b))<(eps))

相关文章:

深入浅出C语言——数据在内存中的存储

文章目录一、数据类型详细介绍1. C语言中的内置类型2. 类型的基本归类&#xff1a;二. 整形在内存中的存储1. 原码、反码、补码2. 大小端三.浮点数存储规则一、数据类型详细介绍 1. C语言中的内置类型 C语言的内置类型有char、short、int、long、long long、float、double&…...

在 Centos 上在线安装 GitLab

作为程序员&#xff0c;其中一个愿望是拥有一个自己的代码存储库。在支持私有部署的代码存储库产品中&#xff0c;GitLab 是比较著名的了&#xff0c;所以今天我总结了一下在 Centos 上安装 GitLab 的过程。 依赖 基础依赖 首先&#xff0c;需要安装部分基础的依赖&#xff…...

模型解释性:SHAP包的使用

本篇博客介绍另一种事后可解释性方法&#xff1a;SHAP(SHapley Additive exPlanation)方法。 1. Shapley值理论 Shapley值是博弈论中的一个概念&#xff0c;通过衡量联盟中各成员对联盟总目标的贡献程度&#xff0c;从而根据贡献程度来进行联盟成员的利益分配&#xff0c;避免…...

算法训练营 day45 动态规划 0-1背包理论 分割等和子集

算法训练营 day45 动态规划 0-1背包理论 分割等和子集 0-1背包理论 有n件物品和一个最多能背重量为w 的背包。第i件物品的重量是weight[i]&#xff0c;得到的价值是value[i] 。每件物品只能用一次&#xff0c;求解将哪些物品装入背包里物品价值总和最大。 在下面的讲解中&…...

SSM框架

1.mybatis的底层原理 本质上就是使用反射和动态代理来实现对应的映射关系 2.日志级别 3.传递参数 单个参数的传递和多个参数的传递 Emp selectOne(Param(“xingming”) String name); List selectByCondition(Param(“name”) String name,Param(“sal”) double sal); 4.#和…...

教育行业需要什么样的客服系统?

某教育公司拥有素质教育、成人教育、智慧教育等多个业务板块&#xff0c;日常通过电商、线上媒体、线上线下授课等方式进行业务开展和品牌宣传&#xff0c;取得了非常不错的成绩&#xff0c;受到了很多人的好评反馈。 对于这样一个教育公司&#xff0c;客户来源广泛&#xff0…...

花房集团任命新首席财务官:已跌破IPO发行价,活跃用户下滑

上市刚满2个月&#xff0c;花椒母公司花房集团&#xff08;HK:03611&#xff09;的高管就发生了变更。2023年2月12日&#xff0c;花房集团披露的公告显示&#xff0c;董事会宣布赵磊为该公司首席财务官&#xff08;CFO&#xff09;&#xff0c;自2023年2月10日起生效。 据贝多…...

儿童绘本馆图书借阅租赁知识付费小程序源码交流

1.分类图书 2.书单推荐 4.会员卡次、期限购买 5.借阅时间选择 6.积分签到 7.优惠Q领取 前端uniapp开发 后端thinkphp开发 完全开源 <template> <view class"sp-section sp-index"> <!-- search --> <view class&qu…...

Vue3 中 axios 的安装及使用

目录前言&#xff1a;一、什么是 axios &#xff1f;二、Axios 的配置项三、Axios 的请求方式四、自定义创建实例五、Axios 请求错误处理六、Axios 解决跨域问题七、Axios 请求案例随机笑话大全总结&#xff1a;前言&#xff1a; 在编写vue里的项目时&#xff0c;必须要用和后台…...

Django设计模式以及模板层介绍

MVC和MTV 传统的MVC作用&#xff1a;降低模块间的耦合度&#xff08;解耦&#xff09;Django的MTV模式 作用&#xff1a;降低模块间的耦合度&#xff08;解耦&#xff09;什么是模板 1、模板是可以根据字典数据动态变化的html网页2、模板可以根据视图中传递的字典数据动态生成相…...

Linux信号一门搞定

1.信号是什么&#xff1f; 信号其实就是一个软件中断。 例&#xff1a; 输入命令&#xff0c;在Shell下启动一个前台进程。用户按下Ctrl-C&#xff0c;键盘输入产生一个硬件中断。如果CPU当前正在执行这个进程的代码&#xff0c;则该进程的用户空间代码暂停执行&#xff0c;…...

手撸一个动态Feign,实现一个“万能”接口调用

Feign&#xff0c;在微服务框架中&#xff0c;是的服务直接的调用变得很简洁、简单&#xff0c;而不需要再编写Java Http调用其他微服务的接口。 动态feign 对于fegin调用&#xff0c;我们一般的用法&#xff1a;为每个微服务都创建对应的feignclient接口&#xff0c;然后为每…...

Linux Capabilities 入门

目录 Linux capabilities 是什么&#xff1f; capabilities 的赋予和继承 线程的 capabilities Permitted Effective Inheritable Bounding Ambient 文件的 capabilities Permitted Inheritable Effective 运行 execve() 后 capabilities 的变化 案例 Linux capab…...

驱动 day6

关于设备树的理解&#xff1a; 设备树&#xff08;Device Tree&#xff09;是一种用于特定硬件设备的解释语法树。它用来表示存储有关主板硬件和CPU架构信息的数据在内核中的传递格式&#xff0c;使内核可以更好地了解硬件并支持它们&#xff0c;而不必编写固定的代码。设备节点…...

附录2-tensorflow目标检测

源码来自作者Bubbliiiing&#xff0c;我对参考链接的代码略有修改&#xff0c;网盘地址 链接&#xff1a;百度网盘 请输入提取码 提取码&#xff1a;dvb1 目录 1 参考链接 2 环境 3 数据集准备 3.1 VOCdevkit/VOC2007 3.2 model_data/voc_classes.txt 3.3 voc_an…...

常见的EMC问题

电磁兼容设计的目的就在于满足产品功能要求、减少调试时间&#xff0c;使产品满足电磁兼容标准的要求&#xff0c;并且使产品不会对系统中的其它设备产生电磁干扰。 电磁兼容设计中常见的问题有哪些&#xff1f; 1、电磁兼容设计可以从电路设计&#xff08;包括器件选择&…...

Redis内存存储效率问题

目录 内存碎片是如何形成的&#xff1f; 如何判断是否有内存碎片&#xff1f; 如何清理内存碎片&#xff1f; INFO命令 面向 Prometheus 的 Redis-exporter 监控 实习期间&#xff0c;了解到&#xff0c;企业级开发中多个项目使用Redis&#xff0c;运行Redis实例的有可能是…...

3.28 haas506 2.0开发教程-example-蓝牙多设备扫描(仅支持M320,HD1)

haas506 2.0开发教程-example-蓝牙多设备扫描案例说明蓝牙信息克隆1.手机蓝牙改名信息克隆代码测试案例说明 开发板扫描蓝牙设备&#xff0c;获取并打印蓝牙设备mac地址。mac地址每个设备不同&#xff0c;且不能更改。本案例仅适用于M320开发板和HD1-RTU。案例使用手机与iBeac…...

C语言经典编程题100例(41~60)

目录41、习题4-4 特殊a串数列求和42、习题4-6 水仙花数43、习题4-7 最大公约数和最小公倍数44、习题7-5 找鞍点45、练习5-1 求m到n之和46、练习5-2 找两个数中最大者47、练习5-3 数字金字塔48、习题5-1 符号函数49、习题5-2 使用函数求奇数和50、习题5-3 使用函数计算两点间的距…...

git日常使用命令

实习这段时间使用了很多git指令来提交代码&#xff0c;简单记录一下日常使用的指令&#xff1a; 提交代码通常顺序&#xff1a; 1.git status 查看本地修改项 2.git add . 提交全部文件 &#xff08;这个 .是全部文件&#xff09;到暂存区 3.git commit -m ‘本次提交的说明’…...

基于大模型的 UI 自动化系统

基于大模型的 UI 自动化系统 下面是一个完整的 Python 系统,利用大模型实现智能 UI 自动化,结合计算机视觉和自然语言处理技术,实现"看屏操作"的能力。 系统架构设计 #mermaid-svg-2gn2GRvh5WCP2ktF {font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-…...

Leetcode 3577. Count the Number of Computer Unlocking Permutations

Leetcode 3577. Count the Number of Computer Unlocking Permutations 1. 解题思路2. 代码实现 题目链接&#xff1a;3577. Count the Number of Computer Unlocking Permutations 1. 解题思路 这一题其实就是一个脑筋急转弯&#xff0c;要想要能够将所有的电脑解锁&#x…...

大模型多显卡多服务器并行计算方法与实践指南

一、分布式训练概述 大规模语言模型的训练通常需要分布式计算技术,以解决单机资源不足的问题。分布式训练主要分为两种模式: 数据并行:将数据分片到不同设备,每个设备拥有完整的模型副本 模型并行:将模型分割到不同设备,每个设备处理部分模型计算 现代大模型训练通常结合…...

【C语言练习】080. 使用C语言实现简单的数据库操作

080. 使用C语言实现简单的数据库操作 080. 使用C语言实现简单的数据库操作使用原生APIODBC接口第三方库ORM框架文件模拟1. 安装SQLite2. 示例代码:使用SQLite创建数据库、表和插入数据3. 编译和运行4. 示例运行输出:5. 注意事项6. 总结080. 使用C语言实现简单的数据库操作 在…...

AI编程--插件对比分析:CodeRider、GitHub Copilot及其他

AI编程插件对比分析&#xff1a;CodeRider、GitHub Copilot及其他 随着人工智能技术的快速发展&#xff0c;AI编程插件已成为提升开发者生产力的重要工具。CodeRider和GitHub Copilot作为市场上的领先者&#xff0c;分别以其独特的特性和生态系统吸引了大量开发者。本文将从功…...

RNN避坑指南:从数学推导到LSTM/GRU工业级部署实战流程

本文较长&#xff0c;建议点赞收藏&#xff0c;以免遗失。更多AI大模型应用开发学习视频及资料&#xff0c;尽在聚客AI学院。 本文全面剖析RNN核心原理&#xff0c;深入讲解梯度消失/爆炸问题&#xff0c;并通过LSTM/GRU结构实现解决方案&#xff0c;提供时间序列预测和文本生成…...

【VLNs篇】07:NavRL—在动态环境中学习安全飞行

项目内容论文标题NavRL: 在动态环境中学习安全飞行 (NavRL: Learning Safe Flight in Dynamic Environments)核心问题解决无人机在包含静态和动态障碍物的复杂环境中进行安全、高效自主导航的挑战&#xff0c;克服传统方法和现有强化学习方法的局限性。核心算法基于近端策略优化…...

C#中的CLR属性、依赖属性与附加属性

CLR属性的主要特征 封装性&#xff1a; 隐藏字段的实现细节 提供对字段的受控访问 访问控制&#xff1a; 可单独设置get/set访问器的可见性 可创建只读或只写属性 计算属性&#xff1a; 可以在getter中执行计算逻辑 不需要直接对应一个字段 验证逻辑&#xff1a; 可以…...

【C++进阶篇】智能指针

C内存管理终极指南&#xff1a;智能指针从入门到源码剖析 一. 智能指针1.1 auto_ptr1.2 unique_ptr1.3 shared_ptr1.4 make_shared 二. 原理三. shared_ptr循环引用问题三. 线程安全问题四. 内存泄漏4.1 什么是内存泄漏4.2 危害4.3 避免内存泄漏 五. 最后 一. 智能指针 智能指…...

elementUI点击浏览table所选行数据查看文档

项目场景&#xff1a; table按照要求特定的数据变成按钮可以点击 解决方案&#xff1a; <el-table-columnprop"mlname"label"名称"align"center"width"180"><template slot-scope"scope"><el-buttonv-if&qu…...