c语言-整型和浮点型数据在内存中的存储

c语言-整型和浮点型数据在内存中的存储

整型在内存中的存储 原码、反码、补码

无符号数据没有符号位，有符号数据最高位为符号位 。

负数：

（1）原码：二进制形式。e.g.   -5原码1000 0101

（2）反码：原码符号位不变，其他位按位取反。1111 1010 

（3）补码：反码+1就得到了补码。 1111 1011

正数：

正数的原码、反码、补码相同。

大端和小端

• 大端存储模式：数据的低位保存在内存的高地址中，数据的高位保存在内存的低地址中。

• 小端存储模式：数据的地位保存在内存的低地址中，数据的高位保存在内存的高地址中。

 例题一：

#include
int main()
{
    char a = -128;
    printf("%un", a);
    return 0;
}

首先写出a的补码：1000 0000
%u为无符号整型，所以会发生整型提升，补符号位。 所以a的补码为：11111111 11111111 11111111 10000000，按无符号数打印结果为：

运行结果：4294967168

 例题二：

#include
int main()
{
    char a = -1;                          
    signed char b = -1;
    unsigned char c = -1;
    printf("a=%dnb=%dnc=%dn", a, b, c);
    return 0;
}

 

运行结果：a=-1,b=-1,c=255

浮点数在内存中的存储 

1.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可以表示为下面的形式：

（-1）^S*M*2^E

a.(-1)^S表示符号位，当S=0时，表示正数，当S=1时，表示负数。

b.M表示有效数字，大于等于1，小于2。

c.2^E表示指数位。

例如：5.5写成二进制为101.1，相当于1.011*2^2，那么，S=0，M=1.011,E=2。

2.IEEE 745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。

                                                                       

 

3.IEEE 754对有效数字M和指数E，还有一些特别规定。

有效数字M：1

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，只保存小数部分。比如保存1.011时，只保存011，后面的位数补0就可以了，等到读取的时候，再把第一位的1补上去。

指数E:

首先，E为一个无符号整数（unsigned int）

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，科学计数法是可以出现负数的，所以IEEE 754规定，存入内存的E是真实值加上一个中间数，对于8位的E，中间数是127，对于11位的E，中间数是1023。比如，2^2的E是2，所以保存为32位浮点数时，必须保存为2+127=129，即10000001。

然后，指数E还可以被分为三种情况：

E不全为0或不全为1

这个就是正常情况，取出内存中的数时，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。

E全为0

这时，浮点数的指数E等于1-127（或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.xxxxxxx的小数。这样做是为了表示正负零，以及接近于0的很小的数字。

E全为1

这时，有效数字M全为0，表示正负无穷大。