数据在内存中的存储
一、整数在内存的存储
整数的二进制表示方法有三种：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，符号位用表示“正”，用1表示“负”，而数值位最高位的一位当作符号位，剩余的都是数值位。
正数的原、反、补都相同。
负数的三种表示方法各不相同。
原码：直接将数值按照正负数的形式翻译成二进制得到的就是原码。
反码：源码的符号位不变，其它位依次按位取反就可以得到反码。
补码：反码加1得到补码。
对于整型，数据存放内存中其实存放的是二进制的补码。为什么呢？
在计算机系统中，数值一律用补码表示和存储。原因在于使用原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，补码和原码相互转换的运算过程是相同的，不需要额外的硬件电路。
二、大小端字节序和字节序判断
1.n中的0x11223344这个数字是以字节为单位的。
2.整数在内存中的存储是二进制的补码。
3.在调试窗口观察内存时，为了方便展示，显示的是16进制的值。
4.存储的顺序是倒过来的。
为什么呢？
1.什么是大小端？
大端字节序存储：数据的低位字节内容保存在内存的高地址处，而数据的高位字节内容保存在内存的低地址处。
小端字节序存储：数据的低位字节内容保存在内存的低地址处，而数据的高位字节内容保存在内存的高地址处。
2.为什么有大小端？
因为在计算机系统中是以字节为单位的，每个地址单元都对应着一个字节，一个字节为8个bit位，但是在C语言中除了8bit的char之外，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32位的处理器，由于寄存器宽度大于一个字节，那么必然存在一个如何将多个字节安排的问题。因此就导致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0x0010，x的值为0x1122，那么0x11 为高字节，0x22 为低字节。对于大端模式，就0x11放在低地址中，即0x0010中0x22 放在高地址中，即0x0011 中。小端模式，刚好相反。我们常用的X86结构是小端模式，而KEIL C51则为大端模式。很多的ARM，DSP都为小端模式。有些ARM处理器还可以由硬件来选择是大端模式还是小端模式。
3.练习
设计一个小程序来判断当前机器的字节序。
#include<stdio.h>
int check_sys()
{
int n = 1;
if (*(char*)&n == 1)
return 1;//小端
else
return 0;//大端
}
int main()
{
int ret = check_sys();
if (ret == 1)
printf("小端\n");
else
printf("大端\n");
return 0;
}三、浮点数在内存的存储
浮点数表示的范围在float.h中定义
1.浮点数的存储
上面代码num和*pFloat在内存中明明是同一个数，为什么浮点数和整数的解读结果会差距这么大？
要理解这个结果，一定要搞清楚浮点数在计算机内部的表示方法。
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可以表示成下面的形式：
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。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。
IEEE754规定：
对于32位的浮点数（float），最高的一位存储符号位S，接着的8位存储指数E，剩下的23位存储有效数字M。
对于64位的浮点数（double），最高的一位存储符号位S，接着的11位存储指数E，剩下的52位存储有效数字M。
2.浮点数存的过程
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(unsignedint)
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L0+127=137，即10001001。
3.浮点数取的过程
指数E从内存中取出还可以再分成三种情况:
①E不全为0或不全为1
这时，浮点数就采用下面的规则表示，即指类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的二进制形式为0.1，由于规定正类部分必须为1，即将小数点右移1位，则为1.0*2^(-1)，其阶码为-1+127(中间值)=126，表示为01111110，而尾数1.0去掉整数部分为0，补齐0到23位示形式为00000000000000000000000，则其二进制表：
0 01111110 00000000000000000000000②E全为0
这时，浮点数的指数E等于1减去127(或者1减去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。这样做是为了表示士0，以及接近于0的很小的数字。
0 00000000 00100000000000000000000③E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）：
0 11111111 000100000000000000000004.题目解析
①为什么9还原成浮点数就成了0.000000？
9以整数的形式存储在内存中得到以下二进制序列：
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1001 首先将9的二进制按照浮点数的形式拆分，得到第一位符号位S=0，后面8位的指数E=00000000,
最后23位的有效数字M=000 0000 0000 0000 0000 1001。由于指数E全为0，所以符合E为全0的情况。因此，浮点数V就写成:
V=(-1)^0 x0.00000000000000000001001x2^(-126)=1.001x2^(-146)
显然，V是一个很小的接近于0的正数，所以用十进制小数表示就是0.000000。
②浮点数9.0为什么整数打印是1091567616？
首先浮点数9.0等于二进制的1001.0，换算成科学计数法是：1.001×2^3，所以
第一位的符号位S=0，有效数字M等于001后面再加上20个0，凑满23位，指数E等于3+127=130，即10000010。所以写成二进制形式是S+E+M，即
0 10000010 001 0000 0000 0000 0000 0000原文地址：https://blog.csdn.net/2301_81403537/article/details/140609633
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