【C語言進階】——數據的儲存、大小端（一） （超詳細剖析+代碼解析！）

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1、數據類型詳細介紹（從大方向分爲兩種類型）

1.內置類型（C語言自己庫有函數）

2.構造類型（自定義函數）

自定義函數是系統不自帶的，經過本身的編寫後可使用的函數。通常的編程語言、工做表等均可以編寫自定義函數使用。
編寫自定義函數能夠簡化主程序，讓程序的檢查調試更方便

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3.類型的意義

類型的意義，能夠從如下兩個角度考慮：

1.使用這個類型開闢內存空間的大小（大小決定了使用範圍）

好比說使用char類型建立的變量，開闢的內存空間是1個字節，使用int類型建立的變量，開闢的內存空間是4個字節。

2.如何看待內存空間的視角

好比：
int a = 0;
float b = 0.0;
雖然 a, b都是佔用4個字節的空間，可是咱們在看待a的時候，由於其類型是int，因此咱們會把a當作整型來看待，在看待b的時候，由於其類型是float，因此咱們會把b當作小數（而非整型）來看待。

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2、數據類型細分類

1.整形家族

2.浮點型家族

3.構造類型

4.指針類型

5.空類型

例：

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3、整型在內存中的存儲

以前講過 一個變量的建立是要在內存中開闢空間的。空間的大小是根據不一樣的類型而決定的。

那接下來咱們談談數據在所開闢內存中究竟是如何存儲的？

1. 如何儲存

看下面這個例子：

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

爲了查看a, b在內存中的存儲形式，咱們在編譯器裏面按F10進入調試，變量a，b建立後，打開內存監視器，輸入& a，& b查看a，b對應的地址及其內容。

& a：

&b:

數據在內存中存儲時是按二進制的補碼存儲的

展現內存的時候，爲了方便展現，顯示的是16進制數據。

什麼意思呢？ 咱們定義一個變量c，以16進制形式對其賦值，而後& c，能夠看到：

c輸入的16進制形式是 11223344 ，存儲的時候是 44332211 接下來下面講：

2. 原碼、反碼、補碼

下面先來了解幾個概念︰原碼、反碼、補碼

計算機中的有符號數有三種表示方法，即原碼、反碼和補碼。
三種表示方法均有符號位和數值位兩部分，符號位都是用0表示′正」，用1表示"負」，而數值位三種表示方法各不相同。

原碼：直接將二進制按照正負數的形式翻譯成二進制就能夠。

反碼：將原碼的符號位不變，其餘位依次按位取反就能夠獲得了。

補碼：反碼 + 1就獲得補碼。

正數 原碼反碼補碼 三碼合一，負數的原反補 按照上面的規則進行轉換

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整數有兩種，有符號數和無符號數
有符號數-- - 符號位 + 數值位
正數 0 + 數值位
負數 1 + 數值位

int b = -1;
//10000000 00000000 00000000 00000001 - 原碼
//11111111 11111111 11111111 11111110 - 反碼
//11111111 11111111 11111111 11111111 - 補碼
//ff ff ff ff - 十六進制顯示形式

int a = 3;
//00000000 00000000 00000000 00000011 - 原碼、反碼、補碼
//0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011
//00 00 00 03 - 十六進制顯示形式

無符號數 unsigned --- 正整數是同樣的！（只能表示正整數！）<br/>無符號數 --- 原反補按規則計算

數據存放內存中其實存放的是補碼。

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3. 爲何內存中要存儲補碼？

咱們首先來看一下 1 - 1 這個例子：

①先按照原碼的方式去計算。

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②接下來用補碼來進行計算：

在計算機系統中，數值一概用補碼來表示和存儲。緣由在於，使用補碼，能夠將符號位和數值域統一處理; 同時，加法和減法也能夠統一處理(CPU只有加法器）此外，補碼與原碼相互轉換，其運算過程是相同的，不須要額外的硬件電路。

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怎麼理解補碼與原碼相互轉換，其運算過程是相同的？（如下運算，符號位均不變）

原碼->取反 + 1->補碼
補碼->取反 + 1->原碼
固然補碼到原碼也能夠是：補碼 -> - 1 取反->原碼

例如 - 1：
11111111 11111111 11111111 11111111 - 補碼

補碼->取反 + 1->原碼
10000000 00000000 00000000 00000000 - 取反
10000000 00000000 00000000 00000001 - +1

補碼 -> - 1 取反->原碼
11111111 11111111 11111111 11111110 - -1
10000000 00000000 00000000 00000001 - 取反

最終獲得的結果均是：10000000 00000000 00000000 00000001

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4、大小端介紹

1.什麼大端小端

大端（存儲）模式，是指數據的低位保存在內存的高地址中，而數據的高位，保存在內存的低地址中。

小端（存儲）模式，是指數據的低位保存在內存的低地址中，而數據的高位,，保存在內存的高地址中。

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

對上述代碼能運行的解釋

存：
1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010  ->原碼
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0101  ->反碼
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110  ->補碼
//由於是int類型，因此在內存存儲32位
即 0xfffffff6

那麼如何存呢？

能夠看出是小端存儲。

解析：

無符號數 unsigned --- 正整數是同樣的！（只能表示正整數！)
無符號數 --- 原反補按規則計算

數據存取過程圖解：

2.爲何有大端和小端

爲何會有大小端模式之分呢 ?

這是由於在計算機系統中，咱們是以字節爲單位的，每一個地址單元都對應着一個字節，一個字節爲8bit。
可是在C語言中除了8bit的char以外，還有16bit的short型，32bit的long型（要看具體的編譯器）。
另外，對於位數大於8位的處理器，例如16位或者32位的處理器，因爲寄存器寬度大於一個字節，那麼必然存在着一個若是將多個字節安排的問題。
所以就致使了大端存儲模式和小端存儲模式。
例如一個16bit的short型x，在內存中的地址爲ox0010)，x的值爲0×1122，那麼0x11爲高字節，0x22爲低字節。對於大端模式，就將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
咱們經常使用的x86結構是小端模式，而KEIL c51則爲大端模式。不少的ARM，DSP都爲小端模式。有些ARM處理器還能夠由硬件來選擇是大端模式仍是小端模式。

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筆試題：用小程序判斷當前機器的字節序（大小端）

百度2015年系統工程師筆試題：
請簡述大端字節序和小端字節序的概念，設計一個小程序來判斷當前機器的字節序

如何判斷大端、小端（字節序）呢？

思路：
int a = 1;
將a的第一個字節內容拿出來，判斷其是1仍是0，1爲小端，0爲大端。

char* 儲存一個字節

#include <stdio.h>
int check_sys()
{
 int i = 1;
 //對指針i解引用，能夠找存儲的第一個字節
 //若是獲得01，說明存儲的順序是01 00 00 00，則爲小端，
 //若是獲得00，說明存儲的順序是00 00 00 01，則爲大端，
 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，這裏咱們也能夠將其封裝成一個函數，根據其返回值肯定是大端仍是小端字節序。

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

固然這個函數咱們也能夠進行簡化：

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

也能夠再簡化：

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