十、C语言:数据存储(大端小端存储,整型、浮点型存储)

一、大端存储与小端存储

大端字节序:

数据的低位字节序内容存放在高地址处,高位字节序内容存放在低地址处

小端字节序:

数据的低位字节序内容存放在低地址处,高位字节序内容存放在高地址处

//每个地址单元对应一个字节


二、 整型存储

char a = -128;
//10000000 00000000 00000000 10000000
//11111111 11111111 11111111 01111111
//11111111 11111111 11111111 10000000 - 补码
//10000000 - a
printf("%u\n", a);

分析:字符型a以%u形式进行打印,发生整型提升,变为11111111 11111111 11111111 10000000。

因为是以无符号形式进行打印,所以补码与原码相等,结果为4294967168。


char a = 128;
//00000000 00000000 00000000 10000000
//10000000 - a
//发生整型提升,认为a是负数,补1
//11111111 11111111 11111111 10000000 
printf("%u\n", a);

结果为4294967168。


三、有符号char的取值范围 

注意: 10000000-> -128

char a[1000];
int i;
for(i=0; i<1000; i++)
{
    a[i] = -1 - i;
}
printf("%d\n", strlen(a));

 分析:-1 -2 -3 。。。 -127 -128 127 126 。。。 3 2 1 0 -1 -2 -3 。。。

strlen(a)遇到->\0停止,即遇到0停止。结果:128+127 = 255


四、浮点型存储 

	int n = 9;
	float* pf = (float*)&n;
	printf("n的值为%d\n", n);
	printf("* pf的值为%f\n", *pf); //整型方式存储,浮点型方式读取
	*pf = 9.0;
	printf("num的值为%d\n", n); //浮点型方式存储,整型方式读取
	printf("* pf的值为%f\n", *pf);

分析: 9《——》00000000 00000000 00000000 00001001

        以浮点数形式打印,E全为0,表示这个数很小,所以结果是0.000000


9.0按照浮点数进行存储,1001.0——》(-1)^0 * 1.001 * 2^3

s = 0; M = 001; E = 3+127 = 130

0 10000010 00100000000000000000000以10进制进行打印结果为1,091,567,616

	int n = 9;
	printf("%f\n", n);
	float m = 9.0;
	printf("%d\n", m);

4.1 写数据

浮点数:5.5   ——10进制

二进制:101.1 —— >1.011*2^2 ——>(-1)^0 * 1.011*2^2

s = 0; M = 1.011; E = 2 


4.1.1 对于32位的浮点数 

4.1.2 对于64位的浮点数 


1.
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。

2.

科学计数法中的E是可以出现负数的,所以IEEE754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。

浮点数:5.5   ——10进制

二进制:101.1 —— >1.011*2^2 ——>(-1)^0 * 1.011*2^2

s = 0; M = 1.011; E = 2 

s = 0; M = 011;    E = 2 +127 = 129

0 10000001 01100000000000000000000

注意M = 011从左向右写


 4.2 读数据

 4.2.1 E不全为0或不全为1(正常情况)

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。

4.2.2 E全为0

表示存储的数据是一个很小的数,2^-127(-127+127=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。

4.2.3 E全为1

表示存储的数据是一个很大的数,2^128(128+127=255, 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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