C语言笔记——第二篇 数据的存储，附练习题详解
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目录
一、数据类型
（1）C语言类型：
1.内置类型
2.自定义类型
（2）C语言基本内置类型：
整型
long长整型long long更长的整形float单精度浮点型double双精度浮点型类型的意义：开辟内存空间的大小，大小决定了使用范围。
二、类型的基本归类
（1）整型
类型的范围可以通过limits.h文件 查到
signed charshortunsigned short [int]
signed short [int]intunsigned int
signed intlongunsigned long [int]
signed long [int]
char在内存中以ASCII码表示和存储，unsigned char（只有正，最高位为有效位，0~255），
signed char（0正1负，最高位为符号位，-128~127）。
如：
有符号的 1111 1111 = 字符255 = -1
1000 0000 = -128
char a ； a有无符号取决于编译器
（2）浮点型
（3）构造类型
（4）指针类型
（5）空类型
void 表示空类型（无类型），常用于函数的返回类型、函数的参数、指针类型。
试一试：下面的代码能运行吗？
三、整型在内存中的存储
变量的创建要在内存中开辟空间，空间的大小根据不同的类型而决定。
所以数据在所开辟内存中到底是如何存储的？
（1）原码，反码，补码
将目标按正负翻译成二进制。（首位0正1负）
原码的符号位不变，其他位依次按位取反
反码+1 （得2进1）
正数的原、反、补码相同。
整型一共32个bit位，数据存放内存中存放的是整形的补码。
来了解一下原因：
在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储。原因在于，使用补码，可以将符号位和数值域统一处理； 同时，加法和减法也可以统一处理（CPU只有加法器）此外，补码与原码相互转换，其运算过程是相同的，不需要额外的硬件电路。
用VS看看以下变量在内存中的存储：
a：01 00 00 00
b：fe ff ff ff
为什么这里的补码顺序有点不一样呢？
（2）大、小端
以字节为单位，描述的是数据存储到内存中的字节序。
1.大、小端是什么
大端：数据的低位（十进制的个位）存到高地址
小端：数据的低位存到低地址（内存编号小的）
int a = 0x11 22 33 44
44 33 22 11 小端
低地址 高地址
11 22 33 44 大端
2.大、小端存在的原因
在计算机系统中，是以字节为单位的，每个地址单元都对应着一个字节，一个字节为8bit。
但是在C语言中除了8bit的char之外，还有16bit的short型，32bit的long型（要看具体的编译器），另外，对于位数大于8位的处理器，例如16位或者32位的处理器，由于寄存器宽度大于一个字节，那么必然存在着一个如果将多个字节安排的问题。因此就导致了大端存储模式和小端存储模式。
先来补充一下signed char在内存中的范围示意图：
一道大厂笔试真题详解：
https://blog.csdn.net/MuqiuWhite/article/details/120597710
下面的程序输出什么呢？
有符号字符型，以补码存储
原：10000000 00000000 00000000 00000001
反：11111111 11111111 11111111 11111110
补：11111111 11111111 11111111 11111111
补码要存到a里面 ，a只有8bit ，所以取最后8位,11111111由于输出%d,发生整形提升，a为负数，高位补1
11111111 11111111 11111111 11111111
输出原码形式，所以为-1
b的原反补码一样。
c:
原：10000000 00000000 00000000 00000001
反：11111111 11111111 11111111 11111110
补：11111111 11111111 11111111 11111111
取最后八位：11111111整形提升，无符号高位补0
00000000 00000000 00000000 11111111
输出时，正数的原反补一样。即它的原码就是上面这行，十进制255。
原：10000000 00000000 00000001 00000000
反：11111111 11111111 11111110 11111111
补：11111111 11111111 11111111 00000000取末八位：00000000
负数整形提升，有符号高位补1
11111111 11111111 11111111 00000000
%u打印，无符号，正数 原反补相同，以↑的十进制输出
内存中： 127+1 -> -128（还记得刚刚那张图吗？）
原：00000000 00000000 00000001 00000000
反：11111111 11111111 11111110 11111111
补：11111111 11111111 11111111 00000000取末八位：00000000
负数整形提升，有符号高位补1
11111111 11111111 11111111 00000000
%u打印，无符号，正数 原反补相同，以↑的十进制输出
结果和②题一样，不信的话自己运行一下喽。
-20：
10000000 00000000 00000000 00010100
11111111 11111111 11111111 11101011
11111111 11111111 11111111 11101100 补码
10：
00000000 00000000 00000000 00001010 原反补码相同11111111 11111111 11111111 11110110 补码相加结果
11111111 11111111 11111111 11110101 -1 反码
10000000 00000000 00000000 00001010 取反 -10 原码
无符号数始终大于0，-1的补码为1111 1111，把它的补码当做原码来看，则是很大的十进制数。死循环！
数学中：-1分别减去从到999
得到 -1.....-1000
char 只有-128~127，所以要把超过的数字变为在它的范围里，看那张圆圈图
-1...-128,127....0,1,.....127....
strlen计算 \0（0）前字符的字节，所以，-1~-128有127个，127~0有128个，总共255个字节
char最大127，条件始终成立，死循环
四、浮点型在内存中的存储
每个类型的范围可以通过 float.h文件 查到
float、double、long double 类型
小数点后默认有六位
看看这个代码段：
输出结果是什么呢？
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A可以表示成下面的形式：
(-1)^S * M * 2^E
(-1)^s表示符号位，当s=0，A为正数；当s=1，A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。
十进制的5.0，写成二进制是 101.0 ，相当于 1.01×2^2 。 那么，按照上面A的格式，可以得出s=0，M=1.01，E=2。
十进制的-5.0，写成二进制是 -101.0 ，相当于 -1.01×2^2 。那么，s=1，M=1.01，E=2。
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。
64位的浮点数，最高的1位是符号位S，接着11位是指数E，剩下的52位为有效数字M。
单精度浮点数存储：
双精度浮点数存储：
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1.00的时候，只保存00，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。指数E：
E为一个无符号整数（unsigned int） 这意味着，如果E为8位（double），它的取值范围为0~255；如果E为11位(float)，它的取值范围为0~2047。但是科学计数法中的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。
指数E从内存中取出还可以再分成三种情况：
①E不全为0或不全为1
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) ，E=-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=01111110
126才是存储到内存中的
②E全为0
真实值-127加上127才等于0
浮点数的指数E等于1-127（或者1-1023） = 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。
③E全为1
真实值128加上127才等于255 即 E为全1
如果有效数字M全为0，表示±无穷大（正负取决于符号位s）。
十进制：5.5
二进制：101.1
s=0, M=1.011, E=2
(-1) ^ 0 * 1.011 * 2 ^ 4
float型，E = 2+127 = 129，转为二进制，M有23bit位，在其后补0：
0100 0000 1011 0000 0000 0000 0000 0000
转为16进制：0x40b00000
（浮点型也存在大小端，这是小端存储）
回到开始的题目：
十进制：9
原反补码相同： 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1001
*pn认为这是浮点型，首位为符号位s，8位为指数E，23位为有效位M
即为 0 0000 0000 000 0000 0000 0000 0000 1001
由于E全是0，所以E=1-127=-126，M=0.0000 0000 0000 0000 0000 1001
A=(-1)^0 ×0.00000000000000000001001×2^(-126)
又由于因为浮点型打印只取小数点后6位，十进制小数表示就是0.000000
②浮点型9.0用二进制表示？还原成十进制又是多少？
浮点型：9.0
二进制：1001.0
(-1)^0*1.001*2^3
s=0， M=1.001，E=3+127=130
第一位的符号位s=0，有效数字M = 001后面再加20个0，M总共23位，指数E等于3+127=130，即
10000010。 所以，写成二进制形式，应该是s+E+M，即
0 10000010 001 0000 0000 0000 0000 0000
以%d打印，即存的是有符号整数：符号位为正数，原反补码相同
还原成十进制：1091567616
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