数据在内存中的存储方式--C语言版

简介: 数据在内存中的存储方式--C语言版

1.数据类型的介绍
在C语言中有很多的内置类型,如

char //字符数据类型

short //短整型

int //整形

long //长整型

long long //更长的整形

float //单精度浮点数

double //双精度浮点数

使用这些内置类型就意味着开辟内存的大小和看待内存空间的视角,是C语言中必不可少的。

接下来,我们将它们进行分类

1.整型家族

char

unsigned char

signed char

short

unsigned short [int]

signed short [int]

int

unsigned int

signed int

long

unsigned long [int]

signed long [int]

其中char也算是整型家族的,因为char在内存中是以ASCII值得形式去存储的,可以看做是一种特殊的整型

2.浮点数家族

float

double

3.构造类型

数组类型 结构体类型 struct 枚举类型 enum 联合类型 union

4.指针类型

int pi; char pc; float pf; void pv;

5.空类型

void 表示无类型

2.整型在内存中的存储方式
计算机是如何储存整型数据的呢? 事实上,在计算机中存储整型的方式存在三种,分别是原码 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”。 对于正数而言,原反补码都是一样的 对于负数而言,三者之间存在相互转化的关系

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

将反码加1即可得到

那么为什么计算机还要再负数上区分出原码反码补码的转化关系呢? 为什么对于整形来说:数据存放内存中其实存放的是补码? 为什么不直接使用原码存储,这样岂不是更加方便?

事实上,只要举一个例子就可以很好地解释上面的问题

int main()
{

int a = 1;
int b = -1;
printf("%d", a + b);
return 0;

}

复制代码
int main()
{

int a = 1;
int b = -1;
a是正数,原码反码补码相同
//00000000000000000000000000000001
//b是负数,原码反码补码需要相互转化
//10000000000000000000000000000001--原码
//11111111111111111111111111111110--反码
//11111111111111111111111111111111--补码



//假设正数负数都使用原码
//00000000000000000000000000000001  --a的原码
//10000000000000000000000000000001  --b的原码
//10000000000000000000000000000010  相加后的结果-->  -2???
// 
//11111111111111111111111111111111  --b的补码
//00000000000000000000000000000001  --a的原码
//00000000000000000000000000000000  --相加后的结果为0

return 0;

}
复制代码
通过上面的正反对比就可以知道为什么在内存中存储的是补码

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。

3.大小端字节序的判断
首先,什么是大小端?

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。

如图所示,更加清晰 在这里插入图片描述

那么为什么要有大小端之分呢? 简单来说,当我们的数据大于一个字节的时候,就会涉及到多个字节的顺序安排问题,由此有了大小端存储的方式。 可以通过调试时的内存窗口来查看大小端,大小端存储取决于编译器的实现方式。

目录
相关文章
|
7天前
|
存储 编译器 C语言
C语言存储类详解
在 C 语言中,存储类定义了变量的生命周期、作用域和可见性。主要包括:`auto`(默认存储类,块级作用域),`register`(建议存储在寄存器中,作用域同 `auto`,不可取地址),`static`(生命周期贯穿整个程序,局部静态变量在函数间保持值,全局静态变量限于本文件),`extern`(声明变量在其他文件中定义,允许跨文件访问)。此外,`typedef` 用于定义新数据类型名称,提升代码可读性。 示例代码展示了不同存储类变量的使用方式,通过两次调用 `function()` 函数,观察静态变量 `b` 的变化。合理选择存储类可以优化程序性能和内存使用。
133 82
|
8天前
|
存储 人工智能 C语言
数据结构基础详解(C语言): 栈的括号匹配(实战)与栈的表达式求值&&特殊矩阵的压缩存储
本文首先介绍了栈的应用之一——括号匹配,利用栈的特性实现左右括号的匹配检测。接着详细描述了南京理工大学的一道编程题,要求判断输入字符串中的括号是否正确匹配,并给出了完整的代码示例。此外,还探讨了栈在表达式求值中的应用,包括中缀、后缀和前缀表达式的转换与计算方法。最后,文章介绍了矩阵的压缩存储技术,涵盖对称矩阵、三角矩阵及稀疏矩阵的不同压缩存储策略,提高存储效率。
|
10天前
|
存储 算法 C语言
数据结构基础详解(C语言): 二叉树的遍历_线索二叉树_树的存储结构_树与森林详解
本文从二叉树遍历入手,详细介绍了先序、中序和后序遍历方法,并探讨了如何构建二叉树及线索二叉树的概念。接着,文章讲解了树和森林的存储结构,特别是如何将树与森林转换为二叉树形式,以便利用二叉树的遍历方法。最后,讨论了树和森林的遍历算法,包括先根、后根和层次遍历。通过这些内容,读者可以全面了解二叉树及其相关概念。
|
10天前
|
存储 机器学习/深度学习 C语言
数据结构基础详解(C语言): 树与二叉树的基本类型与存储结构详解
本文介绍了树和二叉树的基本概念及性质。树是由节点组成的层次结构,其中节点的度为其分支数量,树的度为树中最大节点度数。二叉树是一种特殊的树,其节点最多有两个子节点,具有多种性质,如叶子节点数与度为2的节点数之间的关系。此外,还介绍了二叉树的不同形态,包括满二叉树、完全二叉树、二叉排序树和平衡二叉树,并探讨了二叉树的顺序存储和链式存储结构。
|
11天前
|
C语言
C语言程序设计核心详解 第二章:数据与数据类型 4种常量详解 常见表达式详解
本文详细介绍了C语言中的数据与数据类型,包括常量、变量、表达式和函数等内容。常量分为整型、实型、字符型和字符串常量,其中整型常量有十进制、八进制和十六进制三种形式;实型常量包括小数和指数形式;字符型常量涵盖常规字符、转义字符及八进制、十六进制形式;字符串常量由双引号括起。变量遵循先定义后使用的规则,并需遵守命名规范。函数分为标准函数和自定义函数,如`sqrt()`和`abs()`。表达式涉及算术、赋值、自增自减和逗号运算符等,需注意运算符的优先级和结合性。文章还介绍了强制类型转换及隐式转换的概念。
|
10天前
|
存储 算法 C语言
C语言手撕数据结构代码_顺序表_静态存储_动态存储
本文介绍了基于静态和动态存储的顺序表操作实现,涵盖创建、删除、插入、合并、求交集与差集、逆置及循环移动等常见操作。通过详细的C语言代码示例,展示了如何高效地处理顺序表数据结构的各种问题。
|
16天前
|
存储 大数据 C语言
C语言 内存管理
本文详细介绍了内存管理和相关操作函数。首先讲解了进程与程序的区别及进程空间的概念,接着深入探讨了栈内存和堆内存的特点、大小及其管理方法。在堆内存部分,具体分析了 `malloc()`、`calloc()`、`realloc()` 和 `free()` 等函数的功能和用法。最后介绍了 `memcpy`、`memmove`、`memcmp`、`memchr` 和 `memset` 等内存操作函数,并提供了示例代码。通过这些内容,读者可以全面了解内存管理的基本原理和实践技巧。
|
16天前
|
缓存 Linux C语言
C语言 多进程编程(六)共享内存
本文介绍了Linux系统下的多进程通信机制——共享内存的使用方法。首先详细讲解了如何通过`shmget()`函数创建共享内存,并提供了示例代码。接着介绍了如何利用`shmctl()`函数删除共享内存。随后,文章解释了共享内存映射的概念及其实现方法,包括使用`shmat()`函数进行映射以及使用`shmdt()`函数解除映射,并给出了相应的示例代码。最后,展示了如何在共享内存中读写数据的具体操作流程。
|
16天前
|
存储 缓存 程序员
c语言的存储类型-存储类
本文详细介绍了C语言中的存储类型及其分类,包括基本类型(如整型、浮点型)和复合类型(如数组、结构体)。重点讲解了不同存储类别(`auto`、`static`、`register`、`extern`、`typedef`、`volatile`、`const`)的特点及应用场景,并展示了C11/C99引入的新关键字(如`_Alignas`、`_Atomic`等)。通过示例代码解释了每个存储类别的具体用法,帮助读者更好地理解和运用这些概念。
|
22天前
|
存储 监控 Docker
如何限制docker使用的cpu,内存,存储
如何限制docker使用的cpu,内存,存储