带你快速了解C语言之数据的存储-创新互联

int a=-10;
float b=9.0;

我们知道一个变量的创建是要在内存中开辟空间，而空间的大小是根据不同的类型而决定。

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那么，变量a和b在内存中又是怎么存储的呢？ 我们一起来看看吧。

目录

一.整数在内存中的存储

1.原码、反码、补码

2.大小端

二.浮点数在内存中的存储

1.浮点数的存储规则

在计算机中，整数以二进制的形式进行储存，像00000000 00000000 00000000 00000001就是整数1在计算机中的储存形式。而在内存中，整数有三种表现形式，即原反补码。但整数以补码的形式进行存储。

我们要如何得到补码呢？

首先我们要知道：

三种表示方法均有 符号位 和 数值位 两部分，最高位为符号位都是用 0 表示 “ 正 ” ，用 1 表示 “ 负 ” ，而数值位 正数的原、反、补码都相同。负整数的三种表示方法各不相同。 

eg：

int a = -1;
//10000000 00000000 00000000 00000001   原码
//11111111 11111111 11111111 11111110   反码
//11111111 11111111 11111111 11111111   补码

变量a为-1是负数，所以最高位符号位为1 ，转换为二进制得到原码，然后符号位不变，其他位按位取反，得到反码，然后将反码+1得到补码，而最后以补码形式存储在内存中。

最后我们回到int a=-10这个问题，探讨一下，此时变量a是如何存储的

首先，a是负数，所以最高位符号位是1，而10的二进制是1010

所以a的原码就可以得到了：
10000000 00000000 00000000 00001010

然后是反码，符号位不变，其他位按位取反：

11111111 11111111 11111111 11110101

最后是补码，反码+1：

11111111 11111111 11111111 11110110

此时的变量a就以11111111 11111111 11111111 11110110的形式存储在内存中。

我们来看看-10和10在内存中的存储：

我们知道a的原反补码都相同，原码即补码：

00000000 00000000 00000000 00001010

转换为16进制就为

00 00 00 0a   

而b的补码为

11111111 11111111 11111111 11110110

转换为16进制就为

ff ff ff f6

但是为什么a和b在内存中不是这样存储的呢？

接下来，就涉及到了大小端问题。

大端：数据的高位保存在高地址中，低位保存在低地址中。

小端：数据的高位保存在低地址中，低位保存在高地址中。

而大小端存储形式，编译器不同，可能存储形式就不同。

0a作为低位，保存在了高地址处，即可以得知VS编译器以小端的形式存储数据。

我们可以写一个代码，来试试我们的想法是不是正确的。

通过char*访问一个字节的特性，看看我们的第一个字节是0还是1，从而判断大小端

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： (-1)^S * M * 2^E (-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，大于等于 1 ，小于 2 。 2^E 表示指数位。 举例来说： 十进制的 5.0 ，写成二进制是 101.0 ， S=0 ， M=1.01 ， E=2 。所以得出1.01*2^2。 IEEE 754 规定： 对于 32 位的浮点数，最高的 1 位是符号位 s ，接着的 8 位是指数 E ，剩下的 23 位为有效数字 M 。 对于 64 位的浮点数，最高的 1 位是符号位 S ，接着的 11 位是指数 E ，剩下的 52 位为有效数字 M IEEE 754 对有效数字 M 和指数 E ，还有一些特别规定。 前面说过， 1≤M<2 ，也就是说， 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。 至于指数 E ，情况就比较复杂。 首先， E 为一个无符号整数（ unsigned int ） 这意味着，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 。   然后，指数 E 从内存中取出还可以再分成三种情况： E 不全为 0 或不全为1： 这时，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，再将 有效数字 M 前加上第一位的 1 E 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。 E 全为1：
这时，如果有效数字 M 全为 0 ，表示 ± 无穷大（正负取决于符号位 s ）；

所以9.0是怎么存储的呢？
首先9.0的二进制为1001.0 ->1.001*2^3

S=0  M=1.001 E=3+127=130

内存中 的存储形式就为：

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