一、前言
- 我们在刚开始学习C语言的时候，就接触到了很多数据的不同类型。
- 我们也知道，数据是存储在一块内存空间的，且我们只知道数据的类型决定着，该数据在内存中所占内存空间的大小，
- 且超过一个字节的数据在内存中存储的时候，就有（以字节为单位）存储顺序的问题。
- 可我们更应该知道，数据不仅仅只是存储到指定的空间就完事了，而是不同类型的数据有它相对应的存储原则的。
- 这篇文章就是讲解不同类型的数据是在内容中的存储方式+大小端字节序。
- （本篇文章只对整型家族与浮点型家族对其在内存中的布局进行详解）待更~
二、整型数据在内存的存储
1.如何存储整型数据？
- 整数的二进制表示形式有三种：原码（整数数据按照二进制的转换后，得到的就是原码）、反码、补码。
- 而整数在内存中是以补码的形式存储的。
- 这三种表示形式都有符号位与数值位，符号位用‘1’表示负，用‘0’表示正，而符号位是数值位的最高一位作为符号位。
- 若整数类型是无符号整型，则会把最高位也看成数值位，而把数据默认为正数。且它的反码与补码都等于原码
- 当是有符号的整数时，整数为正时，原码、反码、补码相同。为负的时候，则需要按照下面的运算法则得到补码。
- 原码（整数数据按照二进制的转换后，得到的就是原码）；反码（原码，保持符号位不变，其余位按位取反(~)得到反码）；补码（反码 + 1得到补码）。
- 补：补码按照同样的运算法则，可以得到原码。
2.补码的意义是什么？
- 补码可以让在内存中存储的整数数据，符号位与数值位统一处理。
- CPU只有加法器，无论进行加法还是减法，两数补码直接相加即可
- 原码转换为补码；补码转换原码，运算法则相同。(符号位不变，数值位按位取反，后+1)
3.如何读取整型数据？
- 整型数据的读取较为简单，怎么存的怎么读出来就行
- 首先，判断该数据类型是否是整型类型
- 其次，判断该整数是signed的整型类型还是unsigned整型类型
- 若为，若为signed的整型类型，且存的整数是负数，需紧记原反补的转换！！！
三、浮点型数据在内存中的存储
1.如何存储浮点型数据(伏笔)
- (-1)^S * M * 2^E
- 任何一个二进制的浮点型数据，都可以用上面的科学计数法表达式来表示；
- S：用于决定该浮点型数据的正负号，S=0时，数据的正负性为正，S=1时，数据的正负性为负。
- M：是一个＞1 且 ＜2的有效数字（我们联想到十进制的科学计数法的有效数字也就能理解到这点）。
- E：是一个指数
- S M E在内存中的布局(下面的的讲解都将以float类型展开，也就是4字节的)
2.如何存储浮点型数据(开始)
- 上面只是介绍了一些有关存储浮点型数据的相关的概念，可这些不足以让我们深入理解到浮点型到底在内存中是如何存储的。
- 存储S数据：
- 很简单，数据是正的，S位上就是0，反之，位1。
- 存储M数据：
- 因为我们都知道M都是一个＞1 且 ＜2的有效数字；
- 为了能让内存得到更高效的利用，在M中的数据存储到内存的时候，都会将M小数点前面的1省去，只保留小数部分。
- 而等我们读取数据的时候，会将M的1再补上去，这样就更高效的利用了一个比特位。
- 存储E数据：
- E是一个无符号整型数据，可是浮点型数据是有正负性之分的，那如何去解决这一难题呢？
- 我们在存储E的数据的时候会加上一个中间值，进行转换，存储到内存中。
- 读取的时候，也会把得到的数据减去这个中间值。
- 中间值是什么？
- 用8比特位存储E数据的时候，其中间值是127（255/2）
- 用11比特位存储E数据的时候，其中间值是1023（2047/2）
- （这里我将举两个例子）
3.如何读取浮点型数据(结尾)
- 只要理解了如何存储浮点型数据，那读取数据就迎刃而解(怎么走的，就怎么回来)，但是也有一些特殊的地方，比如对E数据的读取。
- 存储E数据的比特位全为0的时候:（这是一个无限小的数字）
- 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
- 存储E数据的比特位全为1的时候:（这是一个无限大的数字）
- 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）；
- E不全为0或不全为1
- 怎么存E的数据，就怎么读取就行。
四、大小端字节序
1.概念的引出
2.大小端字节序的概念
- 小端字节序存储：
- 高位的数据存储的高地址处；低位的数据存储到低地址处
- 大端字节序存储：
- 高位的数据存储的低地址处；低位的数据存储到高地址处
3.如何判断当前机器的字节序是哪种类型
- 不同平台的是大端字节序的存储，还是小端字节序存储是不一样的，我们能做的就是通过一定的手段获得机器是大端字节序存储，还是小端字节序存储。
- 指针求解：
- 联合体求解：
