存储结构学习笔记

C语言类型

1. 内置类型

   char

   short

   int

   long

   float

   double

2. 自定义类型(构造类型)

以及他们所占存储空间的大小。类型的意义在于：

1. 使用这个类型开辟存储空间的大小（大小决定了使用范围）
2. 如何看待内存空间的视角。

整形的基本归类

整形家族：

1. char

   unsigned char

   signed char

2. short

   unsigned short[int]

   signed short[int]

3. int

   unsigned int

   signed int

4. long

   unsigned long

   signed long

   浮点型家族

   1. float

   2. double

   构造类型

数组类型

结构体类型

枚举类型 enum

联合类型 union

指针类型

1. int *pi;
2. char *pc;
3. float *pf;
4. void *pv;

空类型

void表示空类型（无类型）

通常应用于函数的返回类型，函数的参数，指针类型。

注意：

1. void 是类型，不能定义变量，空类型对应的大小是0,。所以 void 无法开辟空间，即无法定义变量。

2. 虽然 void 在linux 系统下大小为 1 个字节，但是系统认定 void 为空类型，同样无法定义变量。

3. 虽然 void 不能定义变量，但是 void* 可以，在 32 为平台下，任何指针的大小都是4个字节，但是不能解引用。

4. C 语言中函数的返回值类型可以省略，但是省略之后默认为 int。

5. void* 可以接收任何类型。

整形在内存中的存储

变量的创建是需要在内存中开辟空间的。空间的大小是根据不同的类型而决定的。

那接下来我们谈谈数据在开辟内存中是如何存储的？

比如：

int main()
{
	int a = 10;
	int b = -20;
	return 0;
}

我们知道a分配四个字节的空间，那如何存储？

下面我们了解以下概念：

原码，反码，补码

计算机中的有符号数有三种表达形式，即原码，反码和补码。

三种表示方法均有符号位和数值位两部分，符号位都是0表示正，用1表示负。

三种表示方法各不相同

原码：直接将二进制按照正负数的形式翻译成二进制形式就可以了

反码：将原码的符号位不变，其余位依次按位取反就可以了。

补码：反码+1就得到补码

正数的原码，反码，补码都相同。

对于整形来说：数据存放内存中其实存放的是补码。

这是为什么呢？

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，补码与源码相互转换，其运算过程是相同的，不需要额外的硬件电路。

我们看看在内存中的存储：

变量a在内存中的存储：

因为a为正数，所以在存储的时候先将十进制数，转化为二进制数原码，并且因为是正数，所以原、反、补码相同，不用转化。

变量b在内存中的存储：

因为b为负数，在进行十进制转化为二进制原码后，要进行原码和补码之间的转化，转化过程为符号位不变其他位按位取反，再加一。

可是有没有觉得怪怪的？为什么数字是反过来排列的？难道不是应该是 00 00 00 14 和 ff ff ff f6 吗？

这里就要引入小端存储和大端存储。

数据是有高、低位之分的，内存地址是有高、低地址之别的。

小端存储模式：是指数据的低位保存在内存的低地址中；而数据的高位，保存在内存高地址中。

上图就是小端存储。

大端存储：是指数据的低位保存在内存的高地址中；而数据的高位，保存在内存低地址中。

注意：整数：

1.有符号数：正数：原码，反码，补码相同

​ 复数：原码，反码，补码不同，要进行计算

2.无符号数：原码，反码，补码相同

实例

百度2015年系统工程师笔试题

请简述大端字节序和小端字节序的概念，设计一个小程序来判断当前机器的字节序。

分析一下

int a=20;//0x00 00 00 14
//小端：14 00 00 00
//大端：00 00 00 14

我们只需要拿出第一个数字，如果14就是小端，如果00就是大端。

通过这个思想，我们可以写出一个简单的代码：

#define <stdio.h>
int main()
{
	int a = 1;
	char* p =(char*) &a;
	if (*p == 1)
	{
		printf("这是小端存储\n");
	}
	else
	{
		printf("这是大端存储\n");
	}

	return 0;
}

下面我们来封装函数进行改进：

int check_sys()
{
	int a = 1;
	char* p = (char*)&a;
	if (*p == 1)
		return 1;
	else
		return 0;//后面几步可直接写成return *(char*)&a;

}

int main()
{
	//写一段代码告诉我们当前机器字节序是什么
	//返回1，小端
	//返回0，大端
	int ret = check_sys();
	if (ret == 1)
	{
		printf("这是小端存储\n");
	}
	else
	{
		printf("这是大端存储\n");
	}
	return 0;
}

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​ END TODAY