關於數據在內存中的存儲這一方面，之前沒有系統的瞭解過。不過之後的學習，我有了深刻的認識。
首先，先了解以下現有的數據類型吧。
一.數據類型
1.整形
char
- (unsigned char / signed char)
short
- (unsigned short [int] / signed short [int] )
int
- (unsigned int / signed int)
long
- (unsigned long [int] / signed long [int])
2.浮點數
float
double
3.構造類型
數組類型
結構體類型 — >> struct
枚舉類型 — >> enum
聯合類型 — >> union
4.指針類型
- void () 表示空類型，通常應用於函數的返回值類型，函數的參數，指針類型。
二.整形在內存中的存儲
1.原碼、反碼、補碼
- 計算機中的符號數有三種表示方法，即原碼、反碼、補碼。三種表示方法均有符號位和數值位兩部分，符號位都是用0表示“正”，用1表示“負”。
- 原碼：直接將二進制按照正負數的形式翻譯成二進制就可以。
- 反碼：將原碼的符號位不變，其他位按位取反就行。
- 補碼：反碼 + 1就是補碼。
2.大小端
對於整形來說，最爲重要的問題就回歸到大小端問題上。
數據 <-------由高到低
內存 -------->由低到高
- 大端模式：數據的低位保存在內存的高地址中，而數據的高位，保存在內存的低地址中。
- 小段模式：數據的低位保存在內存的低地址中，而數據的高位，保存在內存的高地址中。
3.判斷一個機器是大端還是小端的方法
#include<iostream>
int check_sys()
{
int i = 1;
return (*(char*)&i);
}
int main()
{
int ret = check_sys();
if(ret == 1)
std::cout << "小端" << std::endl;
else
std::cout << "大端" << std::endl;
}
4.整型提升
概念：
在K&R和C89的早期實現中，基於short和char的算術運算陷入兩難的困境，因爲可能會產生兩種不同的結果。因此，在C99中很明確地定義了整型提升的規則.如果int能夠表示原始類型中的所有數值，那麼這個數值就被轉成int型，否則，它被轉成unsigned int型。這種規則被稱爲整型提升。所有其它類型都不會被整型提升改變。
char a = '2';
char b = '4';
char c = a + b;
printf("%c\n",c);
在上述過程中，儘管兩個運算符”+”和”=”的操作數全爲char型，但在中間計算過程中存在着整數提升：對於表達式a+b ，a、b都是char型，因此被提升至int型後，執行“+”運算，計算結果(int型)再賦值給c(char型)，又執行了隱式的類型轉換。
是不是覺得很不可思議。
其實可以通過一種方式來驗證它：
printf(“%d”, sizeof(a + b));
大家猜猜輸出的值是多少？1，對嗎？很遺憾，不是1，大小是4
這是爲什麼呢，顯然a+b進行了整型提升，而沒有來得及將int型的值賦值給c（char型），所以大小就成了4。
3.浮點數在內存中的存儲
首先先來看下面這一串代碼
int main()
{
int n = 9;
float * pfloat = (float*)&n;
printf("n的值爲:%d\n", n); //9
printf("n的值爲:%f\n", *pfloat); // 0.000000
*pfloat = 9.0; //1091567616
printf("num的值爲:%d\n", n); //9.000000
printf("*pfloat的值爲:%f\n", *pfloat);
}
爲什麼對於內存中同一個數來說，浮點數和整數的解讀結果會差別這麼大？
原因在於浮點數的表示規則。
浮點數規則：
- （-1）^ S *M * 2 ^ E
- （-1）^ S表示符號位，當s = 0，v爲正數；當s = 1時，v爲負數
- 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，最高的一位是符號位s，接着的8位是指數E，剩下的23位爲有效數字M。
- 對於64位的浮點數。最高的一位是符號位s，接着的11位是指數E，剩下的52位爲有效數字M。
- 特別規定：關於M的表示方法：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，因此可以被捨去，只保存後面的xxxxxx部 分。比如保存1.01的時候，只保存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位浮點數爲例，留給M只有23位，將第一位的1捨去以後，等於可以保存24位有效數字。
- 至於指數E，情況就比較複雜。 首先，E爲一個無符號整數（unsigned int） 這意味着，如果E爲8位，它的取值範圍爲0~255；如果E爲11位， 它 的取值範圍爲0~2047。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
再看例題的第二部分。 請問浮點數9.0，如何用二進制表示？還原成十進制又是多少？ 首先，浮點數9.0等於二進制的1001.0，即1.001×2^3。 //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。
面試題：
1.爲什麼對於整形來說，數據存放內存中其實存放的是補碼？
答：1、使用補碼，可以將符號位和其它位統一處理。
2、減法也可按加法來處理。另外，兩個用補碼錶示的數相加時，如果最高位（符號位）有進位，則進位被捨棄。
3、補碼與原碼相互轉換，其運算過程是相同的， 不需要額外的硬件電路。