一、数据类型详细介绍(从大方向分为两种类型)
1.内置类型(C语言本身库有函数)
2.构造类型(自定义函数)
自定义函数是系统不自带的,通过自己的编写后可以使用的函数。一般的编程语言、工作表等都可以编写自定义函数使用。 编写自定义函数可以简化主程序,让程序的检查调试更方便
3.类型的意义
类型的意义,可以从以下两个角度考虑:
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)
比如说使用
char类型
创建的变量,开辟的内存空间是1个字节
,使用int类型
创建的变量,开辟的内存空间是4个字节
。
2.如何看待内存空间的视角
比如: int a = 0; float b = 0.0; 虽然 a, b都是占用4个字节的空间,但是我们在看待a的时候,因为其类型是int,所以我们会把a当做整型来看待,在看待b的时候,因为其类型是float,所以我们会把b当做小数(而非整型)来看待。
二、数据类型细分类
1.整形家族
2.浮点型家族
3.构造类型
4.指针类型
5.空类型
例:
三、整型在内存中的存储
之前讲过 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。
那接下来我们谈谈
数据在所开辟内存中到底是如何存储的?
1. 如何储存
看下面这个例子:
#include<stdio.h>
int main()
{
int a = 3;
int b = -1;
return 0;
}
为了查看a, b在内存中的存储形式,我们在编译器里面按F10进入调试,变量a,b创建后,打开内存监视器,输入& a,& b查看a,b对应的地址及其内容。
& a:
&b:
数据在内存中存储时是按二进制的补码存储的
展示内存的时候,为了方便展示,显示的是16进制数据
。
什么意思呢? 我们定义一个变量c,以16进制形式对其赋值,然后& c,可以看到:
c输入的16进制形式是 11223344 ,存储的时候是 44332211 接下来下面讲:
2. 原码、反码、补码
下面先来了解几个概念︰原码、反码、补码
计算机中的有符号数有三种表示方法,即原码、反码和补码。 三种表示方法均有符号位和数值位两部分,符号位都是用0表示′正”,用1表示"负”,而数值位三种表示方法各不相同。
原码:直接将二进制按照正负数的形式翻译成二进制就可以。
反码: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:反码 + 1就得到补码。
正数
原码反码补码 三码合一
,负数
的原反补 按照上面的规则进行转换
整数有两种,有符号数和无符号数 有符号数-- - 符号位 + 数值位 正数 0 + 数值位 负数 1 + 数值位
int b = -1;
//10000000 00000000 00000000 00000001 - 原码
//11111111 11111111 11111111 11111110 - 反码
//11111111 11111111 11111111 11111111 - 补码
//ff ff ff ff - 十六进制显示形式
int a = 3;
//00000000 00000000 00000000 00000011 - 原码、反码、补码
//0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011
//00 00 00 03 - 十六进制显示形式
无符号数 unsigned --- 正整数是一样的!(只能表示正整数!) 无符号数 --- 原反补按规则计算
数据存放内存中其实存放的是补码。
3. 为什么内存中要存储补码?
我们首先来看一下 1 - 1 这个例子:
①先按照原码的方式去计算。
②接下来用补码来进行计算:
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。
怎么理解补码与原码相互转换,其运算过程是相同的?(以下运算,符号位均不变)
原码->取反 + 1->补码
补码->取反 + 1->原码
当然补码到原码也可以是:补码 -> - 1 取反->原码
例如 - 1: 11111111 11111111 11111111 11111111 - 补码
补码->取反 + 1->原码 10000000 00000000 00000000 00000000 - 取反 10000000 00000000 00000000 00000001 - +1
补码 -> - 1 取反->原码 11111111 11111111 11111111 11111110 - -1 10000000 00000000 00000000 00000001 - 取反
最终得到的结果均是:10000000 00000000 00000000 00000001
四、大小端介绍
1.什么大端小端
大端(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(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。
#include <stdio.h>
#include <windows.h>
int main()
{
unsigned int a = -10;
printf("%d\n", a);//%d有符号数打印
printf("%u\n", a);//%u无符号数打印
system("pause");
return 0;
}
对上述代码能运行的解释
存:
1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010 ->原码
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0101 ->反码
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110 ->补码
//因为是int类型,所以在内存存储32位
即 0xfffffff6
那么如何存呢?
可以看出是小端存储。
解析:
无符号数 unsigned --- 正整数是一样的!(只能表示正整数!)
无符号数 --- 原反补按规则计算
数据存取过程图解:
2.为什么有大端和小端
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8bit。 但是在C语言中除了8bit的char之外,还有16bit的short型,32bit的long型(要看具体的编译器)。 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果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x,在内存中的地址为ox0010),x的值为0×1122,那么0x11为高字节,0x22为低字节。对于大端模式,就将0x11放在低地址中,即0x0010中,0x22放在高地址中,即0x0011中。小端模式,刚好相反 我们常用的x86结构是小端模式,而KEIL c51则为大端模式。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。
笔试题:用小程序判断当前机器的字节序(大小端)
百度2015年系统工程师笔试题:
请简述大端字节序和小端字节序的概念,设计一个小程序来判断当前机器的字节序
如何判断大端、小端(字节序)呢?
思路: int a = 1; 将a的第一个字节内容拿出来,判断其是1还是0,1为小端,0为大端。
char* 储存一个字节
#include <stdio.h>
int check_sys()
{
int i = 1;
//对指针i解引用,可以找存储的第一个字节
//如果得到01,说明存储的顺序是01 00 00 00,则为小端,
//如果得到00,说明存储的顺序是00 00 00 01,则为大端,
return (*(char *)&i);
}
int main()
{
int ret = check_sys();
if(ret == 1)//0x00 00 00 01
{
printf("小端\n");
}
else
{
printf("大端\n");
}
return 0;
}
当然,这里我们也可以将其封装成一个函数,根据其返回值确定是大端还是小端字节序。
int check_sys()
{
int a = 1;
char* p = (char*)&a;
if (*p == 1)
return 1;//小端
else
return 0;//大端
}
当然这个函数我们也可以进行简化:
int check_sys()
{
int a=1;
char*p=(char*)&a;
//返回1,小端
//返回0,大端
return *p;
}
也可以再简化:
int check_sys()
{
int a = 1;
return *(char*)&a;
}