计算机中数据的存储(C语言)

简介: 计算机中数据的存储(C语言)

      了解数据在计算机中的存储方式,有助于我们更好的理解计算机与编程,从内部理解掌握计算机的原理,今天就聊一聊数据在计算机中的存储。

   一、数据的基本类型

       C语言中,数据主要有以下五种。

       1.  整型(有符号与无符号)

          (1)有符号:(signed)char,  (signed)short, (signed)int, (signed)long, (signed)long  long.

            (2)   无符号:unsigned  char,  unsigned  short,  unsigned int ,   unsigned long, unsigned long  long.

        2.  浮点型

             (1)有符号: (signed) float,  (signed)  double.

               (2)   无符号: unsigned  float,  unsigned  double.

        3.  构造类型(结构体, 枚举, 联合,注意数组在一定程度上也属于构造类型)    

        4.  指针类型

        5.  空类型(如函数调用中的void, 指针中的NULL)

       下面就最常用的整型及浮点型在内存中的存储作以详细的介绍。

       计算机中表示整型的方式有三种:原码,反码,补码。其中,原码是直接将整型数据转换成二进制之后的表示方式,而反码是指原码的符号位(通常二进制表示的最高位为符号位,0表示正,1表示负)不变,其余按位取反而得到,补码是在反码的基础上加1。

      注意:数据在计算机中均是以补码形式存储的,而我们直接翻译数据得到的是原码, 所以我们经常需要在原码与补码之间相互转换。其中,对于有符号整型及无符号无符号整型具体存储如下:无符号整型三码相同,有符号整型中正数三码相同,只有负数需要相互转换!bu

     至于为什么要有反码与补码,这与硬件电路有关,这里不做叙述。

    下面介绍计算机中数据存储的另一个重要原则:大端字节序与小端字节序存储。

    数据一般是以字节为最小单位的,如char类型为1个字节,int类型为4个字节,这就涉及到放到内存中的顺序问题,我们知道,内存其实就是一系列 的地址,那么在存放数据时数据的地位是存放在低地址还是高地址处呢?其实都有可能。这就是大小端字节序分类的由来。

    大端字节序:是指数据的低位存储在地址的高位中,而数据的高位存储在地址的低位。

    小端字节序:是指数据的低位存储在地址的低位中,而数据的高位存储在地址的高位。

   

    最后介绍一下浮点型在内存中的存储,根据国际标准IEEE(电气和电子工程协会) 754  规定,浮点型数据的存储可表示成如下形式:

           (-1)^S * M * 2^E。

           (-1)^s表示符号位,当s=0,正数;当s=1,负数。

           M表示有效数字,大于等于1,小于2。

           2^E表示指数位。

    在32为平台中,S占一个字节,M占23个字节,E占8个字节;而在64位平台中,S占一个字节,M占52个字节,E占11个字节。其具体分布为S--E--M,及先是S,然后是E,最后是M。

    由于M均为1.XXXXX,所以在存储时会将1舍去,仅存储小数点后的数字,这样就可以多存一位,精度更高,只是注意在读取时不要忘了将那个1加上。

    而E就会比较复杂,首先,它是一个无符号整型,但我们都知道,指数是可以为负的,所以E具体存储时会加上一个正数(32位平台加127,64位平台加1023),这样就能解决问题了,同样的,在读取时要记得减去相应的数字。

   在具体读取浮点数时右分为三种情况:

          1. E全为0(补码),这是浮点数趋近无穷小,我们就认为是0.

          2. E全为1(补码),这是浮点数趋近无穷大.

          3. E不全为0,也不全为1,这时正常读取就可以了。

   好了,以上就是关于数据存储的相关内了,水平有限,还请大家相互交流,相互学习。

相关文章
|
2月前
|
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。
152 82
|
27天前
|
存储 C语言 C++
深入C语言,发现多样的数据之枚举和联合体
深入C语言,发现多样的数据之枚举和联合体
深入C语言,发现多样的数据之枚举和联合体
|
27天前
|
存储 C语言
深入C语言内存:数据在内存中的存储
深入C语言内存:数据在内存中的存储
|
28天前
|
C语言
回溯入门题,数据所有排列方式(c语言)
回溯入门题,数据所有排列方式(c语言)
|
28天前
|
C语言
初识C语言:与计算机的交流之输入与输出(scanf和printf)
初识C语言:与计算机的交流之输入与输出(scanf和printf)
150 0
|
28天前
|
存储 程序员 编译器
初识C语言,计算机语言的基石
初识C语言,计算机语言的基石
|
2月前
|
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。
345 8
|
1月前
|
存储 C语言
C语言中的浮点数存储:深入探讨
C语言中的浮点数存储:深入探讨
|
2月前
|
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。
|
2月前
|
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。