数据(整型和浮点型)的存储

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对于整型来说:数据存放内存中其实存放的是补码

什么是补码呢?就要先说说原码和反码。
原码表示有符号位数值位两部分,符号位为0表示“正”,1表示“负”。原码是将二进制按照正负数的形式翻译成二进制。
反码是将原码符号位不变,其他位依次按位取反就得到了。
补码就是反码+1了。
知道补码是怎么从原码得到的了,那么怎么通过补码求其原码呢?
是补码 - 1再取反吗?其实不需要,补码是很神奇的,只要再按照原码求补码的过程就可以得到原码,即补码取反再 + 1就又可以得到原码了。
再来说一说

字节顺序模式

字节顺序模式分为大端存储模式和小端存储模式。
大端模式,是指数据的低位保存再内存的高地址中,而数据的高位,保存再内存的低地址;
小端模式,是指数据的低位保存再内存的低地址中,而数据的高位,保存再内存的高地址;
那么举个栗子,就拿整型 1 来说吧,整型4个字节即32位。
1 的存储为0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
如果为大端模式,那么低地址存高位即0000 0000,如果是小端模式呢,低地址存的就是低位即0000 0001。
我们就可以根据这个写程序来判断你的机器是大端字节序还是小端字节序了。
代码如下:

#include <stdio.h>
int check_sys() {
	int i = 1;
	return *(char *)&i;
}
int main() {
	int ret = check_sys();
	if (ret == 1) {
		printf("小端\n");
	}
	else {
		printf("大端\n");
	}
	return 0;
}

浮点型在内存中的存储

根据国际标准IEEE(电气电子工程师学会),任意一个二进制浮点数可以表示以下形式

  • (-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。
    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。
    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。
    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)。

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