學習目標：

剖析資料在記憶體中的存盤，本章重點：

1. 資料型別詳細介紹
2. 整形資料在記憶體中的存盤
3. 大小端位元組序介紹及判斷
4. 浮點型資料在記憶體中的存盤

學習內容：

①：

②：何為有符號、無符號？

舉個栗子：vs2019為例

char:默認為signed char,當有char a=1;先寫32位原碼，由于正數原、反、補碼一致，所以int型的1的低位（8位）bit位內的資料被截斷，然后存至char所申請的空間，此時的8為bit位的最高位為符號位，這對char、short類的預設整型精度的資料型別來說，做運算式運算時，發生整型提升至關重要！上代碼：

#include <stdio.h>
int main()
{
	unsigned char c1 = 255;
	printf("%d\n", c1);//作%d列印，char、short型別資料亦作整型提升
	//8為bit存滿1時，剛好為255:11 11 11 11
	//由于是unsigned char,上述最高位為有效位，所以做整型提升時：
	//按正數提升：00000000 00000000 00000000 11111111
	//對上述補碼（等價于原碼）列印，直接翻譯即可：255
	char c2 = 255;
	//上述8位bit位的最高位為符號位，故作負數的整型提升：
	//11111111 11111111 11111111 11111111(補碼)
	//翻譯為原碼（列印）：10000000 00000000 00000000 00000001
	//上述結果為-1；
	printf("%d\n", c2);
	return 0;
}

對signed char和unsigned char型別記憶體空間所能存盤的十進制數作總結：

（a）:unsigned char:8位有效位：最大數為：2^8-1=255(因為有個0，所以減一)；

（b）:signed char:最高位為0或1，為0為正數，為1為負數，兩者在256（絕對值）各占一半，即負數范圍為：-1?-128；而正數由于有個0，所以其范圍為：0?127.

綜合上述可知：signed char 所能表示的范圍為：-128?127（-128為：10000000?補碼）

將上述推演規律拓展至short，類似，直接給出其范圍：-32768?32767（signed）

②：除了上述的整型、浮點型，這里還有一個構造型別（自定義）

③：指標型別

意義在于：解參考及訪問位元組數會受其影響，

④：整型在記憶體中的存盤：

統一形式為補碼（意義：可將符號位和數值域統一處理，其與原碼相互轉換，運算程序相同，無需額外電路）

⑤：位元組序

顧名思義：以位元組為單位來排序，

補碼的低位放在低地址處：小端位元組序，

補碼的高位放在低地址處：大端位元組序，

例題：設計一個程式判斷當前機器的位元組序：（利用指標總是指向“小位元組”的特點）：

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a = 1;
	char* p = (char*)&a;//&a為int*,強轉成char*再賦給p
	if (*p == 1)
	{
		printf("小端\n");
	}
	else
		printf("大端\n");
	return 0;
}

note：%d和%u列印時，都是針對發生整型提升后的最高位而言的，

例題1：（列印結果時什么？）

#include <stdio.h>
int main()
{
	unsigned int i;
	for (i = 9; i >= 0; i--)
	{
		printf("%u\n", i);
	}
	return 0;
}

原因：i>=0;i列印9-0沒問題，再--變成-1時：補碼全為1（32位），存進unsigned int申請的空間，此時的二進制位是沒有符號位的，翻譯成原碼（無符號位時原反補全等）：2^32-1=4294967295，這就導致在for回圈的判斷部分i>=0進行時， 為真，繼續列印！

note:自己動手計算記憶體中的數是多少時遵循一個原則：記憶體中的都是補碼，顯示在螢屏上的都是原碼！怎么把補碼翻譯成原碼，關鍵就看補碼的資料型別是有無符號位了，

例題2：（列印結果時什么？）

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char a[1000];
	int i;
	for (i = 0; i < 1000; i++)
	{
		a[i] = -1 - i;
	}
	printf("%d",strlen(a));
	return 0;
}

分析：a[i]依次為：-1、-2、...、-128（因為陣列元素型別為char,負數的上限為-128,此時的補碼為：10 00 00 00）;再減一：01 11 11 11翻譯成原碼：2^7-1=127.之后再繼續減減的操作直至0.

strlen從a進入，將元素當作unsigned char來翻譯，只要不是‘\0’（ASCII為0（補碼）），統統每進一位就加一，所以說：計數至0.strlen功能完成，那此時的字符個數是：128+127=255個（0不算一個），

⑥：浮點型資料在記憶體中的存盤

準則：IEEE754:任意一個二進制浮點數V可以表示成以下形式：

（-1）^S*M*2^E

s:表正負：0為正，1為負

M：有效數字，范圍：1<=M<2

E:指數位（10^3在十進制中的指數位就是3，二進制就是2^指數位）

5.5寫成二進制：101.1再科學計數法：1.011*2^2.再寫成上述標準格式：（-1）^0*1.011*2^2

那s、m、e分別為：0、1.011、2

難以存盤的二進制小數（浮點數）：3.3

因為小數點后一位為：2^-1

小數點后兩位為：2^-2

...

存盤：

float:(4位元組，32位bit)：從低地址至高地址依次存S、E、M，各自分配的bit的數量為：1、8、23

double:(8位元組，64位bit):亦依次存S、E、M，各自分配的bit數量為：1、11、52

對S/E/M存盤規則的介紹：

S：0/1存進低地址首位bit中，無需多說

M:由于其范圍為1<=M<2;即必為1.幾，敢情1直接不存了，只存小數點后面的.幾的“幾”，等到讀取時再把這個省略的1補上，這么做的目的是：多一位有效位！還原（讀取）時記得加一，

E：首先它是一個unsigned int :有效位則為8位，范圍則來到：0?255,若是double，更是來到：0?2047，由于科學計數法是允許E為負數的，對此，unsigned int與負數存在矛盾，IEEE754則對此作出規定：存入記憶體的E值須再加上0?255或者0?2047的一個中間數，即127和1023.再存進屬于E的那塊空間，如2^10，E是10，存的話，float:存的是10+127=137的補碼，double存的是：10+1023=1033的補碼，

舉例：存float的0.5：

S：0

E：-1+127=126：補碼（等價于原碼）：01 11 11 10

M：1.0:1不要就存23個0:00000000 00000000 0000000
總的：

0 01111110 00000000000000000000000

對存于記憶體中的二進制浮點數的讀取：

分情況：

（a）:E不全為0或不全為1（最一般的情況）

由上述：E的真實值則為記憶體中的補碼翻譯成原碼后再減那個中間數（float還是double？），M再加個1，

（b）:E全為0：上述可知E是加過中間數作存盤的，加完還全是0，你說剛開始的E是有多小！？，所以說此時的浮點數，幾乎接近于0；此時的M不必再加1還原了，直接列印吧，

（c）:E全為1：這時：如果有效數字全為0表示±無窮大，

對浮點數存盤理解的一個經典案例：

#include <stdio.h>
int main()
{
	int n = 9;
	//9的補碼：00000000 00000000 00000000 00001001
	float* pfloat = (float*)&n;
	printf("n的值為：%d\n", n);//為9不難理解
	printf("pfloat的值為：%f\n", *pfloat);
	//以%f列印9的補碼，此時的補碼被視作浮點型資料的存盤方式：
	//0 00000000 00000000000000000001001
	//此時屬于E全為0的情況，E真實值為0-127=-127，M為0.00000000000000000001001
	//還原出的數字非常接近于0；而%f只能精確到小數點后6位，故只可列印0.000000
	*pfloat = 9.0;
	//9.0寫成二進制數：（-1）^0*1.001*2^3
	//存：0 10000010 00100000000000000000000
	printf("num的值為：%d\n", n);
	//以%d的形式去解讀上述補碼，為一個正數，直接當做原碼列印：1091567616

	printf("*pfloat的值為：%f\n", *pfloat);
	//9.000000
	return 0;
}

運行結果也確實是：

學習時間：

2021.10.7

學習產出：

1、 技術筆記 2 遍
2、CSDN 技術博客 31篇
3、 gitee