1. データ型の概要
1. 一般的なデータ型
2. 形成外科ファミリー
3. 浮動小数点ファミリー
4. 工事の種類
5. ポインタ型
6.空型
2. メモリへの整数の保存
1. 原コード、逆コード、補コード
2. ビッグエンディアンとスモールエンディアンのバイトオーダーの概要
3. 浮動小数点数のメモリへの保存
1. 浮動小数点数の格納規則
2. 数 M および指数 E に関する特別規定
4. まとめ
1. データ型の概要
1. 一般的なデータ型
データの種類 | 名前 | バイトサイズ |
チャー | 文字データ型 | 1 |
短い | 短い | 2 |
整数 | 整数 | 4 |
長さ | 長い整形手術 | 4/8 |
長い長い | 長整数 | 8 |
浮く | 単精度浮動小数点 | 4 |
ダブル | 倍精度浮動小数点 |
8 |
2. 統合された家族
整数は、符号付き整数と符号なし整数に分けられます。
データの種類 | 符号付き整数 | 符号なし整数 |
チャー | 符号付き文字 | 符号なし文字 |
短い | 符号付きショート [ int ] | unsigned short [ int ] |
整数 | 符号付き整数 | 符号なし整数 |
長さ |
符号付きロング [ int ] | 符号なしロング [ int ] |
長い長い | 符号付きlong long [ int ] | unsigned long long [ int ] |
実際、char 型の場合、文字型ではありますが、メモリに格納されるのは対応する ASCll 値であり、ASCll は数値であるため、char 型も整数ファミリーのメンバーです。
通常の型宣言はデフォルトで符号付き整数になるため、signed は省略されます。
3. 浮動小数点ファミリー
データの種類 |
浮く |
ダブル |
long double----------新しい文法規則で導入されました。理解するだけです。 |
4.工事の種類
構築された型は「カスタム型」とも呼ばれます。
配列型 | int [ ] ,char [ ] など |
構造タイプ | 構造体 |
列挙型 | 列挙型 |
共用体型 | 連合 |
5.ポインタ型
整数ポインタ | int *pi |
文字ポインタ | 文字 *pc |
単精度浮動小数点ポインタ | float *pf |
ヌルポインタ | ボイド*pv |
構造体へのポインタ | struct stuendt *p 等 |
さらに、第 2 レベルのポインタ、第 3 レベルのポインタ、配列ポインタ、関数ポインタなどがあります。
6.空型
void は空の型 (型なし) を表します。 |
通常、関数の戻り値の型、関数のパラメーター、ポインターの型に適用されます。 |
例: void* p、void test test ()... |
2. メモリへの整数の保存
サイド パスの作成にはメモリ内のスペースを空ける必要があり、スペースのサイズはさまざまなタイプに応じて決定されることがわかっています。
次に、割り当てられたメモリにデータがどのように保存されるかについて話しましょう。
例えば:
int a = 10 ;
int b = -10 ;
観察用に 2 つの整数変数をリストしました。タイプに応じて、変数はシステムのさまざまなメモリ サイズに適用されます。
上で述べたように、変数はストレージ用にシステムから 4 バイトのスペースに適用されます。それを分析してみましょう:
まず、メモリ内の変数 a の格納を観察します。
説明: アドレスの右側が変数 a のアドレスであり、赤いフォントがメモリに格納されている変数 a の内容であることは明らかです。
2 つの数値はそれぞれ 1 バイト、合計 4 バイトです
アドレス空間に保存される値は 16 進形式で保存されます。
メモリ内の変数 b の格納を見てみましょう。
説明: 明らかに、赤いフォントはメモリに格納されている変数 b の内容です。
皆さんもお気づきかと思いますが、このコンテンツは非常に量が多く、順番が逆になっています。どうしてこれなの?
次に何が起こるかを知りたい場合は、次回の説明を聞いてください。
1. 原コード、逆コード、補コード
コンピュータにおける整数のバイナリ表現方法には、原符号、補符号、補符号の 3 種類があります。
3 つの表現方法にはすべて、符号ビットと数値ビットの2 つの部分があり、符号ビットは「正」を表すために 0 を使用し、「負」を表すために 1 を使用します。
元の数、負の数、および正の数の補数はすべて同じです。
負の整数の 3 つの表現方法は形式が異なります
元のコード: |
値を正と負の数値の形式でバイナリに直接変換することで、元のコードを取得できます。 |
逆コード: |
元のコードの符号ビットを変更せずに、他のビットをビットごとに反転して補数コードを取得します。 |
補数コード: |
補数コードは、逆コード + 1 を加算することで取得できます。 |
对于整型来说:数据存放在内存中的是补码--------这也是为什么上述变量 " b " 存放在内存 中 如此巨大的原因!
2,大小端字节序介绍
大端: |
大端字节序(存储)模式,是指数据的地位字节处的内容保存在内存的高地址中,而数据的高位字节处的内容,保存在内存的低地址中 |
小端: |
小端字节序(存储)模式,是指数据的地位字节处的内容保存在内存的低地址中,而数据的高位字节处的内容,保存在内存的高地址中 |
由此我们来分析变量 " a " 和 " b " 的情况--------
变量 | 二进制补码 | 十六进制 |
a = 10 | 00000000 00000000 00000000 00001010 | 00 00 00 0a |
b = -10 | 11111111 11111111 11111111 11110110 | ff ff ff fa |
进制数:
左边为高位,右边为地位
在内存中:
左边为低地址,右边为高地址
我们使用的环境一般情况下默认为小端存储模式,所以存在内存才会出现倒着存的现象!
三,浮点数在内存中的存储
我们常见的浮点数有:3.14159 , 1E10 等
1,浮点数的存储规则
根据国际标准IEEE (电气和电子工程协会)754,任意一个二进制浮点数V可以写成下面的形式:
(-1) ^S *M * 2^E
(-1) ^S * M * 2^E
M表示有效数字,大于等于1,小于2
2 ^ E 表示指数位
举个例子:
十进制的5.0,写成二进制是101.0,相当于1.01*2^2
那么,按照上面的格式,可得出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。
我们以单精度浮点型32位数据为例:
而双精度浮点型64数据为例:
2,数字M和指数E的特殊规定
IEEE754对有效数字M和指数E,还有一些特别规定 :
对于M:
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。等于说可以多出一位来保存数据。
对于E,情况更为复杂;
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。
然后,指数E从内存中提取出还可以再分成三种情况:
第一种:E不全为0或全为1
浮点数就采用以下的规则表示,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。
例如: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 0000000 00000000 00000000
第二种: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。
第三种:E全为1
这时,如果有效数字M全为0(虽然M全为0,但是我们省略了小数点前的1),表示±无穷大(正负取决于符号位s);
好了,关于浮点数的规则,就到这里了!
以下我们来举个例子观察一下:
变量 n 为9.5,二进制为1001.1=(-1)^0 *1.0011 * 2^3
S=0,E=3,M=1.0011
有效 E = 3+127
二进制保存为:0 10000010 0011000 00000000 00000000
转为十六进制为:41 18 00 00
小端字节序存储:00 00 18 41
是不是就对上了√
四,总结
本文呢,主要详解了数据类型及其在内存中的存储方式,同时呢解刨了,原码,反码和补码的概念;
数据在内存中的存储方式---大小端字节序(存储);
以及浮点型的存储方式,让我们以后做题目时能更加从容,不会惊慌失措;
深度理解各种数据在内存中的存储方式;