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1. 整数在内存中的存储
整数的2进制表示方法有三种，即原码、反码和补码 ，均有符号位和数值位两部分，符号位都是用0表示“正”，用1表示“负”，而数值位最高位的一位是被当做符号位，剩余的都是数值位
正整数的原、反、补码都相同
负整数的三种表示方法各不相同：
- 原码：直接将数值按照正负数的形式翻译成二进制得到的就是原码
- 反码：将原码的符号位不变，其他位依次按位取反就可以得到反码
- 补码：反码+1就得到补码
整形数据存放在内存中是补码
使用补码，可以将符号位和数值域统一处理，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
2. 大小端字节序和字节序判断
1）数字存储
通过代码了解整数在内存中存储：
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 0x11223344;
return 0;
}
通过调试，我们可以看到在a中的 0x11223344 这个数字是按照字节为单位倒着存储的
2）什么是大小端
超过一个字节的数据在内存中存储的时候，就有存储顺序的问题，按照不同的存储顺序，我们分
为大端字节序存储和小端字节序存储，下面是具体的概念：
- 大端（存储）模式：是指数据的低位字节内容保存在内存的高地址处，而数据的高位字节内容保存在内存的低地址处
- 小端（存储）模式：是指数据的低位字节内容保存在内存的低地址处，而数据的高位字节内容保存在内存的高地址处
3）大小端的作用
在计算机系统中，我们是以字节为单位的，每个地址单元都对应着一个字节，一个字节为8bit 位，但是在C语言中除了8 bit 的char 之外，还有16 bit 的short 型，32 bit 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何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
例如：一个16bit 的short 型x ，在内存中的地址为0x0010 ， x 的值为0x1122 ，那么0x11 为高字节， 0x22 为低字节。对于大端模式，就将0x11 放在低地址中，即0x0010 中，0x22 放在高地址中，即0x0011 中。小端模式，刚好相反。我们常用的X86 结构是小端模式，而 KEIL C51 则为大端模式。很多的ARM，DSP都为小端模式，有些ARM处理器还可以由硬件来选择是大端模式还是小端模式
4）测试题
//代码1
#include <stdio.h>
int check_sys()
{
int i = 1;
return (*(char *)&i);//必须 &i 强制性转换后取出低地址位 01 00 00 00/00 00 00 01
}
int main()
{
int ret = check_sys();
if(ret == 1)
{
printf("小端\n");
}
else
{
printf("大端\n");
}
return 0;
}
//代码2
int check_sys()
{
union//联合体复用同一块空间
{
int i;
char c;
}un;
un.i = 1;
return un.c;
}//代码二
#include <stdio.h>
int main()
{
char a= -1;
signed char b=-1;
unsigned char c=-1;
printf("a=%d,b=%d,c=%d",a,b,c);
return 0;
}
//代码三
#include <stdio.h>
int main()
{
char a = -128;
printf("%u\n",a);
return 0;
}
//代码四
#include <stdio.h>
int main()
{
char a = 128;
printf("%u\n",a);
return 0;
}
//代码五
#include <stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
char a[1000];
int i;
for(i=0; i<1000; i++)
{
a[i] = -1-i;
}
printf("%d",strlen(a));
return 0;
}
//代码六
#include <stdio.h>
unsigned char i = 0;
int main()
{
for(i = 0;i<=255;i++)
{
printf("hello world\n");//死循环 unsigned char永远<=255
}
return 0;
}
//代码七
#include <stdio.h>
int main()
{
unsigned int i;
for(i = 9; i >= 0; i--)// unsigned int永远>=0
{
printf("%u\n",i);
}
return 0;
}
//代码七
#include <stdio.h>
int main()
{
int a[4] = { 1, 2, 3, 4 };
int *ptr1 = (int *)(&a + 1);
int *ptr2 = (int *)((int)a + 1);
printf("%x,%x", ptr1[-1], *ptr2);
return 0;
}3. 浮点数在内存中的存储
浮点类型有 float、double、long double 类型（float.h 中定义）
通过代码结果证明浮点数在内存中和整数的存储规则不同
#include <stdio.h>
int main()
{
int n = 9;
float *pFloat = (float *)&n;
printf("n的值为：%d\n",n);
printf("*pFloat的值为：%f\n",*pFloat);
*pFloat = 9.0;
printf("num的值为：%d\n",n);
printf("*pFloat的值为：%f\n",*pFloat);
return 0;
}
1）浮点数的存储
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V可以表示成下面的形式：
- V = (−1)S ∗M ∗ 2E
- (−1)S 表示符号位，当S=0，V为正数；当S=1，V为负数
- M 表示有效数字，M是大于等于1，小于2的
- 2E 表示指数位
举例来说：
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V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位存储符号位S，接着的8位存储指数E，剩下的23位存储有效数字M
对于64位的浮点数，最高的1位存储符号位S，接着的11位存储指数E，剩下的52位存储有效数字M
2）浮点数存数规则
IEEE 754 对有效数字M和指数E还有一些特别规定：
因为 1≤M<2 ，所以，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1.01的时候，只保存01，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的情况就比较复杂
首先，E为一个无符号整数（unsigned int），如果E为8位，它的取值范围为0~255；如果E为11位，它的取值范围为0~2047。但是，我们知道，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
3）浮点数取数规则
E不全为0或不全为1
浮点数就采用下面的规则表示，即指数E的计算值减去127（或1023），得到真实值后再将有效数字M前加上第一位的1比如：0.5 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1.0*2^(-1)，其阶码为-1+127(中间值)=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 00000000000000000000000E全为0
这时，浮点数的指数E等于1-127（或者1-1023）即为真实值，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
1 0 00000000 00100000000000000000000E全为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）
1 0 11111111 00010000000000000000000
4）题目解析
为什么9 还原成浮点数，就成了0.000000
9以整型的形式存储在内存中，得到如下二进制序列：
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1001将9 的二进制序列按照浮点数的形式拆分，得到第一位符号位s=0，后面8位的指数E=00000000 最后23位的有效数字M=000 0000 0000 0000 0000 1001
由于指数E全为0，所以符合E为全0的情况。因此，浮点数V就写成：
V=(-1)^0 × 0.00000000000000000001001×2^(-126)=1.001×2^(-146)
显然，V是一个很小的接近于0的正数，所以用十进制小数表示就是0.000000
浮点数9.0，为什么整数打印是1091567616
浮点数9.0 等于二进制的1001.0，即换算成科学计数法是：1.001×2^3
所以： 9.0 = (−1)0 ∗ (1.001) ∗ 23 ，
那么，第一位的符号位S=0，有效数字M等于001后面再加20个0，凑满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被当做整数来解析的时候，就是整数在内存中的补码，原码为1091567616
谢谢观看