数据在内存中的存储
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数据在内存中的存储：：
整型及其浮点型存储方式:
1.数据类型介绍
2.整形在内存中的存储：原码 反码 补码
3.大小端字节序介绍及判断
4.浮点型在内存中的存储
5.两道经典指针选择题
C语言编程训练(牛客网)
1.喝汽水问题
2.字符串逆序
3.打印菱形
4.计算Sn=a+aa+aaa+aaaa+aaaaa的前n项和
5.求出0-10000之间的所有"水仙花数"
数据在内存中的存储：：
整型及其浮点型存储方式:
1.数据类型介绍
内置类型:
| char | 字符型 |
| short | 短整型 |
| int | 整型 |
| long | 长整型 |
| long long | 更长的整型 C99标准中引入 |
| float | 单精度浮点型 |
| double | 双精度浮点型 |
类型的意义:
1.决定了使用这个类型开辟内存空间的大小(大小决定了使用范围)
2.决定了如何看待内存空间的视角
类型的基本归类:
整型家族：
char : unsigned char
signed char
char
short : unsigned short
signed short
int : unsigned int
signed int
long : unsigned long
signed long
long long : unsigned long long
signed long long
注意：1.long long是在C99标准中引入的.
C语言标准规定：sizeof(long)>=sizeof(int)>=sizeof(short).
2.long在32位平台下占4个字节 在64位平台下占8个字节.
3.char是 signed char 还是 unsigned char C语言标准是未定义的，取决于编译器.
浮点数家族：
float : 单精度浮点型
double : 双精度浮点型
注：1.double在C99标准中引入的.
2.float保存小数点后6位，double保存小数点后15或16位.
构造类型：
数组类型
结构体类型 struct
枚举类型 enum
联合类型 union
指针类型：
整型指针：int * pi
字符型指针 ：char * pc
浮点型指针 : float * pf
泛型指针 : void * pv
空类型：
void表示空类型，通常用于函数的返回类型、函数的参数或指针类型.
2.整形在内存中的存储：原码 反码 补码
计算机中的整数有三种二进制表示方法：原码、反码、补码.三种表示方法均有符号位和数值位两部分，符号位都是用0表示正，用1表示负，而数值位，正数的原码、反码、补码相同，负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就可以得到原码.
反码: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就是补码.对于整形来说，数据存放内存中，其实存放的是补码.
数据存放补码的原因：
在计算机系统中，数值一律用补码表示和存储，原因在于，是用补码，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.
注：数据在内存中存储的是补码的二进制序列，只是显示的时候将其十六进制化.
3.大小端字节序介绍及判断
大小端介绍：
大端存储模式：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的低地址中.
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的高地址中.
简单来说，顺序存储即为大端字节序存储，逆序存储即为小端字节序存储，但值得注意的是，大小端都是以字节为单位为讨论顺序的，两个字节以上，不论是什么数据类型，都会分大端存储还是小端存储.
注：大端小端不取决于编译器而是取决于硬件.
为什么会有大端还是小端：
为什么会有大端还是小端之分呢？这是因为在计算机系统中，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8个bit位，但是在C语言中除了8bit位的char之外，还有16bit位的short类型，32bit位的long类型(要看具体的编译环境)，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1个字节，那么必然存在着如何安排多个字节的问题，因此就导致了大端模式还是小端模式.例如：一个16bit位的short类型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，我没让你常用的X86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.
2015年百度笔试题：
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。
#include
大端存储模式：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的低地址中.
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的高地址中.
思路：取出数据在内存中存储的第一个字节来判断大小端
方法：*(char*)&a (&a是int*的)
代码1
int main()
{int a = 1;if (*(char*)&a == 1){printf("小端\n");}else{printf("大端\n");}return 0;
}
代码2
函数版
int check_sys()
{int a = 1;if (*(char*)&a == 1){return 1;}else{return 0;}
}
int main()
{int ret = check_sys();if (ret == 1){printf("小端\n");}else{printf("大端\n");}
}
代码3
简化版
int check_sys()
{int a = 1;return (*(char*)&a);}
int main()
{int ret = check_sys();if (ret == 1){printf("小端\n");}else{printf("大端\n");}
}
代码4
联合版
int check_sys()
{union{int i;char c;}un;un.i = 1;return un.c;
}
int main()
{int ret = check_sys();if (ret == 1){printf("小端\n");}else{printf("大端\n");}
} 数据存储经典习题解析：
第1题：
下列代码的运行结果是：
#include
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;
}
程序的运行结果是：-1 -1 255
%d是打印有符号的整型 先截断再整型提升
-1一定是以补码的形式存放在内存中的，但是要将原码转化为补码才能得到我们想要的-1 注：有符号的char的取值范围是-128---127 ， 无符号的char的取值范围是0-255
有符号的short的取值范围是-32768-32767，无符号的short的取值范围是0--65535
第2题：
下列代码的运行结果：
#include
int main()
{char a = -128;printf("%u\n", a);printf("%d\n", a);return 0;
}
程序的运行结果是：42 9496 7168 -128
整型提升补什么看的不是%u而是你要提升的那个变量的数据类型和截断二进制的最高位
提升完之后在考虑%u还是%d 
第3题：
下列代码的运行结果：
#include
int main()
{char a = 128;printf("%u\n", a);printf("%d\n", a);return 0;
}
程序的运行结果是：42 9496 7168 -128 
第4题：
下列代码的输出结果是：
#include
int main()
{int i = -20;unsigned int j = 10;printf("%d\n", i + j);补码相加return 0;
}
程序的输出结果是：-10 
第5题：
下列代码的运行结果是：
#include
int main()
{unsigned int i;for (i = 9; i >= 0; i--){printf("%u\n", i);}return 0;
}
程序的输出结果是：9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 4294967295...死循环 
第6题：
下列代码的运行结果是：
#include
int main()
{char a[1000];int i;for (i = 0; i < 1000; i++){a[i] = -1 - i;printf("%d", strlen(a));}return 0;
}
程序的运行结果是：255 
第8题：
下列代码的运行结果是：
#include
unsigned char i = 0;
int main()
{for (i = 0; i <= 255; i++){printf("hello world\n");}return 0;
}
程序的运行结果为：死循环打印hello world. 第9题：
下列代码的运行结果是：
#include
int main()
{两个无符号数相减最终结果仍然是无符号数而有符号数和无符号数在一起计算会转化为无符号数if (strlen("abc") - strlen("abcdef") >= 0)printf(">\n");elseprintf("<\n");return 0;
}
下列代码的运行结果是：> 
4.浮点型在内存中的存储
常见的浮点数：3.14159、1E10 == 1.0 * 10^10.
浮点数家族包括：float double long double，注：long double在C99中引入。
整型家族的取值范围是在limits.h的头文件中约定的.
浮点数家族的取值范围是在float.h的头文件中约定的.
抛砖引玉：浮点数存储经典实例：
下列代码的运行结果是：
#include
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); 以整型内容放进去 而以浮点数内容拿出来*pFloat = 9.0;printf("num的值为:%d\n", n); 以浮点数内容放进去 而以整型内容拿出来printf("*pFloat的值为:%f\n", *pFloat);return 0;
}
预期输出结果：9 9.0 9 9.0
实际输出结果：9 0.000000 1091567616 9.000000
注：pFloat是float*类型的指针 那么它就认为通过指针指向的内容是浮点型的 打印的时候要从内存中按照浮点数的方式取出 浮点数存储规则：
根据IEEE754(电气和电子工程协会)，任意一个二进制浮点数V都可以表示成：(-1) ^ S * M * 2^E
S表示符号位，M表示数字位，E表示指数位.
IEEE754标准规定：
对于32位的浮点数，最高的一位是符号位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，最高的一位是符号位，接着的11位是指数位，剩下的52位为有效数字M.
IEEE754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.
IEEE754标准规定，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一位有效数字，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，这意味着如果E为8位，它的取值范围是0-255，如果E为11位，它的取值范围是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IEEE754标准规定，存入内存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。
指数E从内存中取出还可以再分为三种情况：
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。比如：0.5(1/2)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，则为1.0 * 2 ^ (-1)，其阶码为-1+127=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：
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，而是还原成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).
浮点数存储经典实例题目解析：
5.两道经典指针选择题
#include
题目1:
下列程序的运行结果为：
int main()
{int arr[] = { 1,2,3,4,5 };short* p = (short*)arr;int i = 0;for (i = 0; i < 5; i++){*(p + i) = 0;}for (i = 0; i < 5; i++){printf("%d ", arr[i]);}return 0;
}
程序运行结果为：0 0 3 4 5
数组在内存中存放的时候 会涉及到大小端的问题
题目2:
下列程序的运行结果为：
int main()
{int a = 0x11223344;char* pc = (char*)&a;*pc = 0;printf("%x\n", a);return 0;
程序的运行结果为：0x11223300
} C语言编程训练(牛客网)
1.喝汽水问题
#include
喝汽水，1瓶汽水1元，2个空瓶可以换一瓶汽水，给20元，可以多少汽水（编程实现）。
int main()
{int money = 0;scanf("%d", &money);int total = money;int empty = money;while (empty >= 2){total += empty / 2;empty = empty / 2 + empty % 2;}printf("%d\n", total);return 0;
} 2.字符串逆序
#include
#include
int main()
{char arr[100001] = { 0 };gets(arr);int left = 0;int right = strlen(arr) - 1;while (left < right){char temp = arr[left];arr[left] = arr[right];arr[right] = temp;left++;right--;}printf("%s\n", arr);return 0;
} 3.打印菱形
#include
int main()
{int line = 0;scanf("%d", &line);int i = 0;打印菱形的上半部分for (i = 0; i < line; i++){打印第一行的空格int j = 0;for (j = 0; j < line - 1 - i; j++){printf(" ");}打印第一行空格之后的*for (j = 0; j < 2 * i + 1; j++){printf("*");}printf("\n");}打印菱形的下部分for (i = 0; i < line - 1; i++){int j = 0;for (j = 0; j <= i; j++){printf(" ");}for (j = 0; j < 2 * (line - 1 - i) - 1; j++){printf("*");}printf("\n");}return 0;
} 4.计算Sn=a+aa+aaa+aaaa+aaaaa的前n项和
#include
int main()
{int a = 0;int n = 0;scanf("%d %d", &a, &n);int k = 0;int i = 0;int sum = 0;for (i = 0; i < n; i++){k = k * 10 + 2;sum += k;}printf("%d\n", sum);return 0;
} 5.求出0-10000之间的所有"水仙花数"
#include
思路：1.计算i是几位数 2.得到i的每一位 计算它的n次方之和(注意循环内部改变循环变量的解决办法)
#include
#include
int main()
{int i = 0;for (i = 0; i <= 100000; i++){int n = 1;int temp = i;int sum = 0;while (temp / 10){n++;temp /= 10;}temp = i;while (temp){sum += pow(temp % 10, n);temp /= 10;}if (sum == i){printf("%d ", i);}}return 0;
}
函数版
int NarcissisticNumber(int i)
{int n = 1;int temp = i;int sum = 0;while (temp / 10){n++;temp /= 10;}temp = i;while (temp){sum += pow(temp % 10, n);temp /= 10;}if (sum == i){return 1;}else{return 0;}
}
int main()
{int i = 0;for (i = 0; i <= 100000; i++){if (NarcissisticNumber(i)){printf("%d ", i);}}return 0;
}