C語言數據的存儲怎么實現

這篇文章主要介紹“C語言數據的存儲怎么實現”的相關知識，小編通過實際案例向大家展示操作過程，操作方法簡單快捷，實用性強，希望這篇“C語言數據的存儲怎么實現”文章能幫助大家解決問題。

1、數據類型介紹

在基礎階段已經學習了基本的類型和存儲空間的大小。

知道了使用某個類型開辟內存空間的大小（大小決定了使用范圍）。

char //字符數據類型
short //短整型
int //整形
long //長整型
long long //更長的整形
float //單精度浮點數
double //雙精度浮點數

類型的基本歸類

整形家族

char
    unsigned char//無符號
    signed char//有符號
short
    unsigned short [int]//無符號
    signed short [int]//有符號
int
    unsigned int//無符號
    signed int//有符號
long
    unsigned long [int]//無符號
    signed long [int]//有符號

浮點數家族

float
double

構造類型

> 數組類型
> 結構體類型 struct
> 枚舉類型 enum
> 聯合類型 union

指針類型

int *pi;
char *pc;
float* pf;
void* pv;

空類型

void 表示空類型（無類型）

通常應用于函數的返回類型、函數的參數、指針類型

2、整形在內存中的存儲

一個變量的創建是要在內存中開辟空間的。空間的大小是根據變量的類型而決定的

//舉例
int a = 20;
int b = -10;

int 為整形，占用4個字節，下面將具體分析變量 a 的數值20 在內存空間中是如何分配的

2.1 原碼、反碼、補碼

計算機中的整數有三種表示方法，即原碼、反碼和補碼：

• 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，其他位依次按位取反就可以得到了

• **補碼：**反碼+1就得到補碼

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”

• 正整數數的原、反、補碼都相同

• 負整數的三種表示方法各不相同

注意，整數存放在內存中的是補碼，操作符的對象都是補碼，最后打印的是原碼。

舉例說明數值的原碼、反碼、補碼，

//
int main()
{
	int a = 10;//正數
	00000000 00000000 00000000 00001010 原碼
	00000000 00000000 00000000 00001010 反碼
	00000000 00000000 00000000 00001010 補碼
	a在內存中的存儲形式 00 00 00 0a
	int b = -10;//負數
	10000000 00000000 00000000 00001010 原碼
	11111111 11111111 11111111 11110101 反碼
	11111111 11111111 11111111 11110110 補碼=反碼+1
	b在內存中存儲的數值 ff ff ff f6
	return 0;
}

a的數值在內存中的存儲形式：

b的數值在內存中的存儲形式：

在計算機系統中，數值一律用補碼來表示和存儲。原因在于，使用補碼，可以將符號位和數值域統一處理；

由于CPU只有加法器，加法和減法也可以統一處理，此外，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。

下面將舉例說明，數據在內存中的操作是運用補碼而不是原碼的：

int main()使用補碼計算，打印的是原碼
{
	1-1//CPU只有加法器
	1+(-1)
	第一步：
	00000000 00000000 00000000 00000001  1補碼
	第二步：
	10000000 00000000 00000000 00000001  -1原碼
	11111111 11111111 11111111 11111110  -1反碼
	11111111 11111111 11111111 11111111  -1補碼
	第三步：補碼相加
	00000000 00000000 00000000 00000001  1補碼
	11111111 11111111 11111111 11111111  -1補碼
	結果是33位，超出范圍
   100000000 00000000 00000000 00000000 
	00000000 00000000 00000000 00000000   截斷32位為0

	如果使用原碼計算，結果是錯誤的
	00000000000000000000000000000001  1補碼
	10000000000000000000000000000001  -1原碼
	10000000000000000000000000000010  -2
}

2.2 大小端介紹

2.2.1 什么是大小端

• 大端（存儲）模式，是指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

• 小端（存儲）模式，是指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

2.2.2 大端和小端意義

• 因為在計算機系統中，我們是以字節為單位的，每個地址單元都對應著一個字節，一個字節為8bit

• 但是在C語言中除了8 bit的char之外，還有16 bit的short型，32 bit的long型（要看具體的編譯器）

• 另外，對于位數大于8位的處理器，例如16位或者32位的處理器，由于寄存器寬度大于一個字節，那么必然存在著一個如何將多個字節安排的問題。因此就導致了大端存儲模式和小端存儲模式

舉例說明大小端，例如：一個 16bit 的 short 型 x ，在內存中的地址為 0x0010 ， x 的值為 0x1122 ，那么 0x11 為高字節， 0x22 為低字節。

• 對于大端模式，就將 0x11 放在低地址中，即 0x0010 中， 0x22 放在高地址中，即 0x0011 中

• 對于小端模式，剛好相反

我們常用的 X86 結構是小端模式，而 KEIL C51 則為大端模式。很多的ARM，DSP都為小端模式。有些ARM處理器還可以由硬件來選擇是大端模式還是小端模式。

int main()
{
	int a = 0x11223344;
	return 0;
}

低字節0x44擋在低地址中，因此是小端模式：

2.2.3 寫程序判斷字節序

設計一個小程序來判斷當前機器的字節序

int checksys()
{
	int a = 1;//00 00 00 01
	char* ch = (char*)&a;//char* 截斷字節，指針指向低地址數據 
	return *ch;//解引用，返回低地址數據
	//return *(char*)&a;//上面兩行代碼也可寫成一行代碼
}
int main()
{
	int a = checksys();
	if (a==1)//如果低地址保存的數據是1，即0x01，就是低字節
	{
		printf("小端\n");
	}
	else
	{
		printf("大端\n");
	}
	return 0;
}

關于“C語言數據的存儲怎么實現”的內容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業相關的知識，可以關注億速云行業資訊頻道，小編每天都會為大家更新不同的知識點。