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番外-->資料在計算機的存盤

2022-01-17 16:32:51 後端開發

型別,不光出現在定義變數的時候,還有使用變數的時候,

  1. 型別決定了開辟空間的大小

存的角度,定義變數時使用何種型別就代表分配給變數多大的記憶體空間,這個變數最大能擁有多少空間,

如:int a就分配給了a變數4個位元組的空間,char就是1個位元組,

  1. 看待記憶體空間的方式

取的角度,以什么樣的方式去看待空間里的資料,(這邊說是取,其實有點牽強,最多說是看)

int a;unsigned int b;float c;,編譯器認為a是有符號整型,b是無符號整型,c是浮點型

int a = 10;
float b = 10.0f;

ab都是4個位元組,為何還要分你是int我是float呢?因為看待這4個位元組的視角不一樣,編譯器認為a里存放的整型資料,而b是浮點型變數,

創建變數的實質是在記憶體上為其開辟一塊空間,空間大小由變數型別決定,那么資料在記憶體中到底是如何存盤的呢?

一、整型:

我們直接看程式吧:

#include <iostream>

using namespace std;


int main()
{
 
  	int a = 0x12345678;//十六進制數
  	printf("%d\n",&a);
  
  	char *p;
  	p = (char *)&a;
  
for(int i = 0;i < 4;i++){
	
	printf("%d\n",p + i);//輸出每個位元組的地址
  	printf("%x\n\n",*(p + i));
	
	}
	
	return 0;

}

結果是:

 

按照一般的想法,應該是12345678才對啊,怎么按照地址順序成了78563412了呢?這就涉及到整型資料在計算機的存盤,分為小端序和大端序,

在32位系統中,一個int為四個位元組,32位二進制,資料在記憶體中補碼的形式存盤

==》正數的補碼是本身

==》負數的補碼等于它取反加1

我使用的Dev-C++是一個小端機,記憶體顯示是從低地址開始讀的,說到小端機,一定會有人問是不是還有大端機?

下面我們一起來看看大小端的區別:

大端機:資料低地址存放高位元組,高地址存放低位元組 例:C51單片機

小端機:資料低地址存放低位元組,高地址存放高位元組 例:X86

一個整型的占4個位元組 它的地址是用最低位來表示,

 

 !!幾句代碼查看什么端:

int a = 0x12345678;

short *p = (short*)&a;

printf("%#x\n", *p);//小端列印為0x5678,雖然存是低地址存低位元組,但取不一樣,所以是0x5678

一個地址占8位,16進制轉換為2進制占2個,所以78在一起,56在一起,

 

二、浮點型

還是直接上例子:

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
	float a = 178.125;
	
	float *p = &a;	
	
	char *q = (char*)&a;
	
	for(int i = 0;i < 4;i ++){
		
		printf("地址:%d\n",q + i); 
		printf("地址值:%#x\n",*(q + i));
	}
	
	return 0;
	
	
}

結果是這樣:

我們把它轉換成二進制看看(小端序):0100 0011 0011 0010 0010 0000 0000 0000,這是一件十分頭大的事,看起來就像天書一樣,

現在大致說一下:我們始終記得,計算機只認識二進制,在計算機中,不管是什么型別的資料,最終只會變成二進制,不同的資料型別可能存的值一樣,只是取得方式不一樣,而浮點數在計算機是這樣存盤的:符 號 位 占 10 ( 31 位 ) 
碼 占 8 位 ( 23 位 一 300 ) 
臼 oat : 共 32b i t 
數 占 23 位 ( 剩 余 的 23 位 )

//(double)1位符號位,11位指數位,52位尾數位,//

如果E為8位,它的取值范圍為0~255;如果E為11位,它的取值范圍為0~2047,但是我們知道,科學計數法中的E是可以出現負數的,所以,存入記憶體時E的真實值必須再加上一個中間數,對于8位的E,這個中間數是127

將十進制178.125表示成機器內的32位的二進制形式-->

 1:將178.125表示成二進制數:

             (178.125)(十進制數) = (10110010.001)(二進制形式);

 2:將二進制形式的浮點實數轉化為規格化的形式:

             10110010.001 = 1.0110010001 * 2 ^ 7 (小數點向左移7二進制位可得)                                                      

 3:符號位(1位):

             該數為正數,故第31位為0,占一個二進制位.

 4:階碼(8位):

             指數為7,故其階碼為127 + 7 = 134 = (10000110)(二進制),占從第30到第23共8個二進制位.

 5:尾數(32 - 8 - 1 = 23位):

             為小數點后的部分, 即0110010001.因為尾數共23個二進制位,在后面補13個0,即01100100010000000000000

 6:178.125在記憶體中的實際表示方式為:

             0 10000110 01100100010000000000000,這是不是我們在程式中看到的場景呢!

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標籤:C++

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