C語言數據存儲詳解
一、數據類型
char：字符數字類型。有無符號取決於編譯器，大部分編譯器有符號(signed char)
而short、int、long都是有符號的。
unsigned char c1=255;內存中存放二進制的補碼：11111111 都是有效位，沒有符號位
char c2=255;結果為-1
同理可推出short、int等
二、整型在內存中的存儲
1.原碼、反碼、補碼
原碼：將二進制按照正負數的形式翻譯成二進制
反碼：將原碼的符號位不變，其他位依次按位取反
補碼：反碼+1
**對於整型來說：數據存放在內存中的是補碼。**使用補碼，可以將符號位和數值域統一處理。
大小端介紹
1.大端字節序存儲：是指數據的低位保存在內存的高地址中，數據的高位保存在內存的低地址中。
2.小段字節序存儲：是指數據的低位保存在內存的低地址中，數據的高位保存在內存的高地址中。
例1：
#include<stdio.h>int main(){//輸出什麼？//有符號數整型提升：根據符號位提升高位//無符號數整型提升：高位補0char a = -1; //11111111//11111111111111111111111111111111//11111111111111111111111111111110//10000000000000000000000000000001 原碼signed char b = -1; //與a相同unsigned char c = -1; //11111111//00000000000000000000000011111111//00000000000000000000000011111111//00000000000000000000000011111111//%d 以有符號數進行打印printf("a=%d,b=%d,c=%d", a, b, c); //a=-1,b=-1;c=255return 0;}
例2：
以無符號數形式打印，無原碼補碼反碼概念，該補碼就是打印出的數字
例3：
例4：
int main(){char a[1000];int i;for (i = 0;i < 1000;i++){a[i] = -1 - i;}printf("%d", strlen(a)); //255return 0;}
當a[i]到第255個數字時停止，因為i到254時a[i]為0，即\0
三、浮點型在內存中的存儲
1.舉一個浮點數存儲的例子：
2.浮點數存儲規則：
根據國際標準IEEE（電氣和電子工程協會） 754，任意一個二進制浮點數V可以表示成下面的形式：
(-1)^S * M * 2^E
(-1)^s表示符號位，當s=0，V為正數；當s=1，V為負數。
M表示有效數字，大於等於1，小於2。
2^E表示指數位。
舉例來說：
十進制的5.0，寫成二進制是 101.0 ，相當於 1.01×2^2 。
那麼，按照上面V的格式，可以得出s=0，M=1.01，E=2。
十進制的-5.0，寫成二進制是 -101.0 ，相當於 -1.01×2^2 。那麼，s=1，M=1.01，E=2。
IEEE 754規定：對於32位的浮點數，最高的1位是符號位s，接著的8位是指數E，剩下的23位為有效數字M。對於64位的浮點數，最高的1位是符號位S，接著的11位是指數E，剩下的52位為有效數字M。
IEEE 754對有效數字M和指數E，還有一些特別規定。
前面說過， 1≤M<2 ，也就是說，M可以寫成 1.xxxxxx 的形式，其中xxxxxx表示小數部分。
IEEE 754規定，在計算機內部保存M時，默認這個數的第一位總是1，因此可以被舍去，隻保存後面的xxxxxx部分。比如保存1.01的時候，隻保存01，等到讀取的時候，再把第一位的1加上去。這樣做的目的，是節省1位有效數字。以32位浮點數為例，留給M隻有23位，將第一位的1舍去以後，等於可以保存24位有效數字。
至於指數E，情況就比較復雜。
首先，E為一個無符號整數（unsigned int）
這意味著，如果E為8位，它的取值范圍為0255；如果E為11位，它的取值范圍為02047。但是，我們知道，科學計數法中的E是可以出現負數的，所以IEEE 754規定，存入內存時E的真實值必須再加上一個中間數，對於8位的E，這個中間數是127；對於11位的E，這個中間數是1023。比如，2^10的E是10，所以保存成32位浮點數時，必須保存成10+127=137，即10001001。
然後，指數E從內存中取出還可以再分成三種情況：
E不全為0或不全為1：
這時，浮點數就采用下面的規則表示，即指數E的計算值減去127（或1023），得到真實值，再將有效數字M前加上第一位的1。比如：0.5（1/2）的二進制形式為0.1，由於規定正數部分必須為1，即將小數點右移1位，則為1.0*2^(-1)，其階碼為-1+127=126，表示為01111110，而尾數1.0去掉整數部分為0，補齊0到23位00000000000000000000000，則其二進制表示形式為: 0 01111110 00000000000000000000000
E全為0：
這時，浮點數的指數E等於1-127（或者1-1023）即為真實值，
有效數字M不再加上第一位的1，而是還原為0.xxxxxx的小數。這樣做是為瞭表示±0，以及接近於0的很小的數字。
E全為1：
這時，如果有效數字M全為0，表示±無窮大（正負取決於符號位s）
下面，讓我們回到一開始的問題：為什麼 0x00000009 還原成浮點數，就成瞭 0.000000 ？
首先，將 0x00000009 拆分，s=0，E=00000000 ，最後23位的有效數字M=000 0000 0000 0000 0000 1001。
由於指數E全為0，所以符合上一節的第二種情況。因此，浮點數V就寫成：
V=(-1)^0 × 0.00000000000000000001001×2(-126)=1.001×2(-146)
顯然，V是一個很小的接近於0的正數，所以用十進制小數表示就是0.000000。
第二部分：9.0 -> 1001.0 ->(-1)01.00123 -> s=0, M=1.001,E=3+127=130
那麼，第一位的符號位s=0，有效數字M等於001後面再加20個0，湊滿23位，指數E等於3+127=130， 即10000010。
所以，寫成二進制形式，應該是s+E+M，即0 10000010 001 0000 0000 0000 0000 0000
這個32位的二進制數，還原成十進制，正是 1091567616
總結
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