【C语言进阶】——数据的储存、大小端（一） （超详细剖析+代码解析！）

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1、数据类型详细介绍（从大方向分为两种类型）

1.内置类型（C语言自己库有函数）

2.构造类型（自定义函数）

自定义函数是系统不自带的，经过本身的编写后可使用的函数。通常的编程语言、工做表等均可以编写自定义函数使用。
编写自定义函数能够简化主程序，让程序的检查调试更方便

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3.类型的意义

类型的意义，能够从如下两个角度考虑：

1.使用这个类型开辟内存空间的大小（大小决定了使用范围）

好比说使用char类型建立的变量，开辟的内存空间是1个字节，使用int类型建立的变量，开辟的内存空间是4个字节。

2.如何看待内存空间的视角

好比：
int a = 0;
float b = 0.0;
虽然 a, b都是占用4个字节的空间，可是咱们在看待a的时候，由于其类型是int，因此咱们会把a当作整型来看待，在看待b的时候，由于其类型是float，因此咱们会把b当作小数（而非整型）来看待。

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2、数据类型细分类

1.整形家族

2.浮点型家族

3.构造类型

4.指针类型

5.空类型

例：

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3、整型在内存中的存储

以前讲过 一个变量的建立是要在内存中开辟空间的。空间的大小是根据不一样的类型而决定的。

那接下来咱们谈谈数据在所开辟内存中究竟是如何存储的？

1. 如何储存

看下面这个例子：

#include<stdio.h>
    int main()
{
    int a = 3;
    int b = -1;
    return 0;
}

为了查看a, b在内存中的存储形式，咱们在编译器里面按F10进入调试，变量a，b建立后，打开内存监视器，输入& a，& b查看a，b对应的地址及其内容。

& a：

&b:

数据在内存中存储时是按二进制的补码存储的

展现内存的时候，为了方便展现，显示的是16进制数据。

什么意思呢？ 咱们定义一个变量c，以16进制形式对其赋值，而后& c，能够看到：

c输入的16进制形式是 11223344 ，存储的时候是 44332211 接下来下面讲：

2. 原码、反码、补码

下面先来了解几个概念︰原码、反码、补码

计算机中的有符号数有三种表示方法，即原码、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”，而数值位三种表示方法各不相同。

原码：直接将二进制按照正负数的形式翻译成二进制就能够。

反码：将原码的符号位不变，其余位依次按位取反就能够获得了。

补码：反码 + 1就获得补码。

正数 原码反码补码 三码合一，负数的原反补 按照上面的规则进行转换

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整数有两种，有符号数和无符号数
有符号数-- - 符号位 + 数值位
正数 0 + 数值位
负数 1 + 数值位

int b = -1;
//10000000 00000000 00000000 00000001 - 原码
//11111111 11111111 11111111 11111110 - 反码
//11111111 11111111 11111111 11111111 - 补码
//ff ff ff ff - 十六进制显示形式

int a = 3;
//00000000 00000000 00000000 00000011 - 原码、反码、补码
//0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011
//00 00 00 03 - 十六进制显示形式

无符号数 unsigned --- 正整数是同样的！（只能表示正整数！）<br/>无符号数 --- 原反补按规则计算

数据存放内存中其实存放的是补码。

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3. 为何内存中要存储补码？

咱们首先来看一下 1 - 1 这个例子：

①先按照原码的方式去计算。

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②接下来用补码来进行计算：

在计算机系统中，数值一概用补码来表示和存储。缘由在于，使用补码，能够将符号位和数值域统一处理; 同时，加法和减法也能够统一处理(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，不须要额外的硬件电路。

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怎么理解补码与原码相互转换，其运算过程是相同的？（如下运算，符号位均不变）

原码->取反 + 1->补码
补码->取反 + 1->原码
固然补码到原码也能够是：补码 -> - 1 取反->原码

例如 - 1：
11111111 11111111 11111111 11111111 - 补码

补码->取反 + 1->原码
10000000 00000000 00000000 00000000 - 取反
10000000 00000000 00000000 00000001 - +1

补码 -> - 1 取反->原码
11111111 11111111 11111111 11111110 - -1
10000000 00000000 00000000 00000001 - 取反

最终获得的结果均是：10000000 00000000 00000000 00000001

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4、大小端介绍

1.什么大端小端

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。

#include <stdio.h>
#include <windows.h>
int main()
{
    unsigned int a = -10;
    printf("%d\n", a);//%d有符号数打印
    printf("%u\n", a);//%u无符号数打印
    system("pause");
    return 0;
}

对上述代码能运行的解释

存：
1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010  ->原码
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0101  ->反码
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110  ->补码
//由于是int类型，因此在内存存储32位
即 0xfffffff6

那么如何存呢？

能够看出是小端存储。

解析：

无符号数 unsigned --- 正整数是同样的！（只能表示正整数！)
无符号数 --- 原反补按规则计算

数据存取过程图解：

2.为何有大端和小端

为何会有大小端模式之分呢 ?

这是由于在计算机系统中，咱们是以字节为单位的，每一个地址单元都对应着一个字节，一个字节为8bit。
可是在C语言中除了8bit的char以外，还有16bit的short型，32bit的long型（要看具体的编译器）。
另外，对于位数大于8位的处理器，例如16位或者32位的处理器，因为寄存器宽度大于一个字节，那么必然存在着一个若是将多个字节安排的问题。
所以就致使了大端存储模式和小端存储模式。
例如一个16bit的short型x，在内存中的地址为ox0010)，x的值为0×1122，那么0x11为高字节，0x22为低字节。对于大端模式，就将0x11放在低地址中，即0x0010中，0x22放在高地址中，即0x0011中。小端模式，恰好相反
咱们经常使用的x86结构是小端模式，而KEIL c51则为大端模式。不少的ARM，DSP都为小端模式。有些ARM处理器还能够由硬件来选择是大端模式仍是小端模式。

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笔试题：用小程序判断当前机器的字节序（大小端）

百度2015年系统工程师笔试题：
请简述大端字节序和小端字节序的概念，设计一个小程序来判断当前机器的字节序

如何判断大端、小端（字节序）呢？

思路：
int a = 1;
将a的第一个字节内容拿出来，判断其是1仍是0，1为小端，0为大端。

char* 储存一个字节

#include <stdio.h>
int check_sys()
{
 int i = 1;
 //对指针i解引用，能够找存储的第一个字节
 //若是获得01，说明存储的顺序是01 00 00 00，则为小端，
 //若是获得00，说明存储的顺序是00 00 00 01，则为大端，
 return (*(char *)&i);
}
int main()
{
 int ret = check_sys();
 if(ret == 1)//0x00 00 00 01
 {
 printf("小端\n");
 }
 else
 {
 printf("大端\n");
 }
 return 0;
 }

固然，这里咱们也能够将其封装成一个函数，根据其返回值肯定是大端仍是小端字节序。

int check_sys()
{
    int a = 1;
    char* p = (char*)&a;
    if (*p == 1)
        return 1;//小端
    else
        return 0;//大端
}

固然这个函数咱们也能够进行简化：

int check_sys()
{
    int a=1;
    char*p=(char*)&a;
    //返回1，小端
    //返回0，大端
    return *p;
}

也能够再简化：

int check_sys()
{
    int a = 1;
    return  *(char*)&a;
}