讲在前面：
学c也过去好久了，有些东西也忘完了，准备复习一下c的重点
1.数据在内存的存储
2.指针的进阶 ----------> 传送门：指针专题
3.字符串和内存函数 ----------->传送门：字符串库函数与内存函数专题
4.动态内存管理 ----------->传送门：动态内存管理专题
5.程序的编译及宏与函数的分析 ---->传送门：浅析程序编译与宏处理
前言：计算机是使用二进制存储信息的。
目前我们使用的计算机主要是采用数字集成电路所搭建。由于数字电路只能表示0和1，所以数据全是使用二进制存储的。 且计算机无论是数值计算，还是逻辑计算，都主要靠CPU来完成。
类型的意义
- 使用这个类型开辟内存空间的大小（大小决定了使用范围）。–对应存储方式
- 如何看待内存空间的视角（如何识别内部数据） —对应读取
数据类型介绍
整型家族
char //字符数据类型
unsigned char
signed char
short //短整型
unsigned short [int]
signed short [int]
int //整型
unsigned int
signed int
long //长整型
unsigned long [int]
signed long [int]
浮点数家族
float //单精度浮点型
double //双精度浮点型
构造类型
typename array[N] //数组类型
struct //结构体类型
enum // 枚举类型
union //联合类型
指针类型（个别例子）
int *pi;
char *pc;
float* pf;
void* pv;
空类型
void //表示空类型（无类型）
//通常应用于函数的返回类型、函数的参数、指针类型。
整型数据的存储
对于整型数据来说，在计算机系统中，通常采用补码来表示带符号的数(补码系统)，因为使用补码，可以将符号位和数值域统一处理。
在计算机中，数值一律用补码来表示和存储，因为使用补码可以将符号位和数值统一处理。同时，加法和减法也可以统一处理（cpu只做加法运算），补码和原码可以相互转化，其运算过程是相同的，不需要额外的硬件电路。
无符号和有符号
整型的每一种都有无符号（unsigned）和有符号（signed）两种类型，在默认情况下声明的整型变量都是有符号的类型，如果需声明无符号类型的话就需要在类型前加上unsigned。
有符号类型需要使用一个bit来表示数字的正负，比如16位系统中一个int能存储的数据的范围为–32768 ~ 32767（16位2进制的最高位作为符号位‘1’为负,‘0’为正）；
无符号类型能存储的数据范围则是0~65535（这个最高位不用做符号位，所以是2的16次方，一共65536）。
根据最高位的不同，如果是1,有符号数的话就是负数；如果是无符号数,则都解释为正数。
所以在相同位数的情况下,所能表达的整数范围变大(因为最高位不用做符号位)。
具体举例
//一个字节占用八个比特位
16位系统有符号的整型数据int占用2字节，16比特，数据范围为-32768~32767。
16位系统无符号的整型数据int占用2字节，16比特，数据范围为0~65536
详细解答过程，以两个字节为例：
int型数据是一个有符号的整型数据，其最高位为符号位（0表示正，1表示负）。
原码：最高位为符号位(0表示正，1表示负)
反码：对于一个带符号的书来说，正数的反码与其原码相同，负数的反码为其原码除符号位以外的各位按位取反。
补码：正数的补码与其原码相同，负数的补码为其反码在最低位加1。
占用两个字节时，二进制原码最大为0111 1111 1111 1111 = 2^15 - 1 = 32767。
最小为1111 1111 1111 1111 = - (2^15 - 1) = -32767。
所以二进制原码表示时，范围是 -32767 ~ -0和0~32767，因为有两个0，所以不同的数值个数一共有2^16 - 1个。而计算机采用而进驻补码存储数据时，0的表示是唯一的：[+0] 补= [-0] 补= 0000 0000 0000 0000
结论：有符号int型数据占两个字节时，可表示2^16种变化，最高位为符号位，所以正负有 2^15中变化，因为0也占一种，因此正负数的最大值并不对称，即该int型数据取值范围为-32768 ~ 32767。
int型数据是一个无符号的整型数据，其最高位不算符号位
占用两个字节时，二进制原码最大为1111 1111 1111 1111 = 2^16 = 65536.
最小为0000 0000 0000 0000=0.
结论：无符号int型数据占两个字节时，可表示2^16种变化，即该int型数据取值范围为0~65536
例1：
有符号char类型的取值范围是-128~127
win32编译器环境下：
#include <stdio.h>
int main()
{
char a = -128; //注意是有符号char类型 又要以十进制整型打印必然要 整型提升
printf("%u\n",a); //以无符号十进制整型（unsigned int）打印
return 0; //结果为4294967168
}
解答过程：
有符号char类型占一个字节，最高位标识正负，其余七位表示数值域。
-128本来原码为：1 1000 0000 ，但是是char类型占八位，所以把最高位截掉，之后原码为
1000 0000
反码为： 1111 1111
补码： 1000 0000
之后将其进行整形提升（因为是有符号类型，所以补符号位 1），
即为：11111111 11111111 11111111 11000000
由于为无符号十进制%u打印，故提升后的补码即为原码。
其十进制数即为4294967168
例2：
win32编译器环境下：
#include <stdio.h>
int main()
{
char a = 128;
printf("%u\n",a);
return 0; //输出结果为：4294967168
}
正数128原码补码都是 1000 0000
解答过程：
之后整形提升(因为是有符号位，前面补符号位1)：11111111 11111111 11111111 10000000
由于为无符号十进制%u打印，故提升后的补码即为原码。
其十进制数即为4294967168
#include <stdio.h>
int main()
{
char a = -1; //不标示，即默认为有符号char
signed char b = -1; //有符号char
unsigned char c = -1; //无符号char
printf("a=%d,b=%d,c=%d", a, b, c);//有符号十进制打印 ，输出结果是：-1，-1，255
return 0;
}
-1原码：10000001
反码：11111110
补码： 11111111
a,b均是有符号char类型
先整型提升（有符号char，补符号位1）
11111111 11111111 11111111 11111111
按%d 有符号整数形式输出 （由补码---》原码输出）有符号还是按规则 反码加一
10000000 00000000 00000000 00000001 即为-1
c为无符号char’类型
先整型提升（无符号char，补0）
00000000 00000000 00000000 11111111
按%d有符号整形输出（补码---》原码输出）
00000000 00000000 00000000 11111111 即为255
整型提升与截取的规则
整型提升：
在32位系统中，所有数据在底层存储也都是按32位，像一般char 一字节，short两字节，想要用int类型四字节表示，一旦运算，就要整型提升。
1.整型提升的规则：
（1）原数据为无符号数，整型提升就要在高位补0；
（2）原数据为有符号数，就要补符号位，正数补0；负数补1；
2.整型提升后的输出打印分类
（1）按%d有符号十进制整型打印，要去求原码 ；
（2）按%u无符号十进制整型打印，要不求原码。
截断
在c语言中进行变量赋值的时候，如果将字节多的数据类型赋给一个占字节少的变量类型，会发生“截断”。如四字节int数据存入比其小的 比如一字节char 时，要截去掉高三个字节的数据才可以存入。
浮点型在内存中的存储
int main()
{
//从整形角度看
int n = 5;
float *pFloat = (float *)&n;//强转成单精度指针类型
//00000000 00000000 0000000 00000101
printf("n的值为：%d\n",n); //十进制整型打印 5
//以浮点类型视角去读取数据
//0 00000000 00000000000000000000101
printf("*pFloat的值为：%f\n",*pFloat); //单精度浮点型打印 0.000000
//从浮点型角度看
*pFloat = 5.0; //虽然都是指向同一块内存但是存储类型不相同 浮点数和整数的解读结果不同
//1.01*2^2
//二进制表示形式0 10000001 01000000000000000000000
printf("p_n的值为：%d\n",n); // 不再是5了 而是1084227584
//%d十进制整型打印 1084227584
printf("*pFloat的值为：%f\n",*pFloat); //5.000000
//%f浮点型打印
return 0;
}
根据国际标准IEEE 754，任意一个二进制浮点数V可以表示成下面的形式：
(-1)^S * M * 2^E
(-1)^s表示符号位，当s=0，V为正数；当s=1，V为负数。
M表示有效数字，大于等于1，小于2。
2^E表示指数位。
举例来说： 十进制的5.0，写成二进制是 101.0 ，相当于 1.01×2^2 （二进制满二进一）。 那么，按照上面V的格式，可以得出s=0，M=1.01，E=2。
十进制的-5.0，写成二进制是 -101.0 ，相当于 -1.01×2^2 。那么，s=1，M=1.01，E=2。
IEEE 754规定： 对于32位的浮点数，最高的1位是符号位s，接着的8位是指数E，剩下的23位为有效数字M
对于64位的浮点数，最高的1位是符号位S，接着的11位是指数E，剩下的52位为有效数字M
IEEE 754对有效数字M和指数E，还有一些特别规定。 前面说过， 1≤M<2 ，也就是说，M可以写成 1.xxxxxx 的形式，其中xxxxxx表示小数部分。
IEEE 754规定，在计算机内部保存M时，默认这个数的第一位总是1，因此可以被舍去，只保存后面的xxxxxx部分。比如保存1.01的时候，只保存01，等到读取的时候，再把第一位的1加上去。这样做的目的，是节省1位有效数字。
以32位浮点数为例，留给M只有23位，将第一位的1舍去以后，等于可以保存24位有效数字。
至于指数E，情况就比较复杂。
首先，E为一个无符号整数（unsigned int） 这意味着，如果E为8位，它的取值范围为0~ 255；如果E为11位，它的取值范围为0~2047。但是，我们知道，科学计数法中的E是可以出现负数的，所以IEEE 754规定，存入内存时E的真实值必须再加上一个中间数，对于8位的E，这个中间数是127；对于11位的E，这个中间数是1023。比如，2^10的E是10，所以保存成32位浮点数时，必须保存成10+127=137，即10001001。 2^2的E就是2，保存成2+127，即10000001
然后，指数**E从内存中取出还可以再分成三种情况**：
E不全为0或不全为1
这时，浮点数就采用下面的规则表示，即指数E的计算值减去127（或1023），得到真实值，再将有效数字M前加上第一位的1。 比如： 0.5（1/2）的二进制形式为0.1，由于规定正数部分必须为1，即将小数点右移1位，
则为1.0*2^(-1)，其阶码为-1+127=126，表示为01111110，而尾数1.0去掉整数部分为0，补齐0到23位00000000000000000000000，则其二进制表示形式为:
0 01111110 00000000000000000000000
E全为0
这时，浮点数的指数E等于1-127（或者1-1023）即为真实值， 有效数字M不再加上第一位的1，而是还原为0.xxxxxx的小数。这样做是为了表示±0，以及接近于0的很小的数字。
E全为1
这时，如果有效数字M全为0，表示±无穷大（正负取决于符号位s）；
大小端介绍
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。
可以设计程序来检查某个机器是大端还是小端
//代码1利用截断原理
#include <stdio.h>
int check_sys()
{
int i = 1;
return (*(char *)&i);//int型强制类型转换位char ，截断三个字节 要是小端就只留了低地址一个字节，要是大端就留了高地址一个字节
}
int main()
{
int ret = check_sys();
if(ret == 1)
{
printf("小端\n");
}
else
{
printf("大端\n");
}
return 0;
}
//代码2
int check_sys()
{
union //联合体类型共用一块地址
{
int i;
char c;
}un;
un.i = 1; //地址里先存入一个整型值四个字节
return un.c;//返回值为char类型 ，也是截取三个字节，留下数据的地位来判断
}
