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一、整数在内存中的存储
二、大小端字节序
（1）什么是大小端字节序
（2）用程序判断当前机器的字节序
（3）练习题
① 练习1
② 练习2
③ 练习3
④ 练习4
⑤ 练习5
三、浮点数在内存中的存储
（1）国际标准 IEEE 754
（2）从内存中读取浮点数
（3）对开头题目的解析
（4）浮点数的比较
一、整数在内存中的存储
整数的二进制有原码、反码、补码三种形式，在内存中是以补码的形式存储的。详细讲解请看 http://t.csdnimg.cn/qqGDz 。
二、大小端字节序
（1）什么是大小端字节序
内存中以一个字节为单元，超过一个字节的数据（short、int、long）在内存中存储，必然就有存储顺序的问题。另外，对于大于8位的处理器，例如16位、32位处理器，由于寄存器宽度大于一个字节，也会存在多个字节的存储顺序的问题。
在内存中数据是以二进制存储的，这里为了方便书写和观察，用十六进制表示。比如十六进制 0x11223344，每两个十六进制数，就代表一个字节，可以用以下的顺序在内存中存储：
11 22 33 44、11 33 22 44、11 22 44 33、44 33 22 11……，只要是以一个字节为整体，什么顺序都可以，存进去了能复原就行。但是对于复原，明显是正序的 11 22 33 44 和逆序的 44 33 22 11 从内存中取出来时，更容易复原。因此，就采用了这两种顺序，并取了名字：
- 大端（存储）模式：数据的低位字节的内容存放在内存的高地址处；高位字节的内容存放在内存的低地址处。（正序存放）
- 小端（存储）模式：数据的低位字节的内容存放在内存的低地址处；高位字节的内容存放在内存的高地址处。（逆序存放）
我们常用的X86结构（比如Intel处理器）采用的小端模式；KEIL C51（单片机、嵌入式）采用的大端模式；大部分ARM、DSP 采用小端模式；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。
（2）用程序判断当前机器的字节序
分析：对于数字 0x0001，在小端模式中是以 01 00 00 00 的顺序存储的（最低地址单元存放的是 01）；大端模式中是以 00 00 00 01 的顺序存储的（最低地址单元存放的是 00）。因此，我们只需要取出最低地址单元的内容，就能判断是小端还是大端模式。
实际上对于一个 int 类型的变量，对其取地址，这个地址是最低字节单元的地址。然后要把取得的地址强制转换成 char*，这样在解引用的时候，才会得到一个字节的内容，而不是四个字节的内容。
（3）练习题
数据类型的作用：
- 申请内存空间。（比如：char是1字节、short是2字节、int是4字节。）
- 告诉如何看待内存中存放的数据。（比如：int 和 float 都是4个字节，如何区分内存中存放的的二进制数，就看它们的数据类型。）
① 练习1
int main()
{char a = -1;// -1 默认为 int 型// 10000000 00000000 00000000 00000001 -- 原码// 11111111 11111111 11111111 11111110 -- 反码// 11111111 11111111 11111111 11111111 -- 补码// char 只能装 1个字节，截断，保留低位// 11111111 -- 补码// VS中默认char就是signed charsigned char b = -1;unsigned char c = -1;// 占位符是%d，用有符号整型看待内存中的数// 首先整型提升// 11111111 11111111 11111111 11111111 -- 有符号数，高位补符号位 -- 补码// 00000000 00000000 00000000 11111111 -- 无符号数，高位补0 -- 补码// 然后把他们看作有符号数// 11111111 11111111 11111111 11111111 -- 真值为-1// 00000000 00000000 00000000 11111111 -- 真值为255printf("a=%d,b=%d,c=%d", a, b, c);return 0;
}
② 练习2
int main()
{char a = -128;// -128 默认为 int 型// 10000000 00000000 00000000 10000000 -- 原码// 11111111 11111111 11111111 01111111 -- 反码// 11111111 11111111 11111111 10000000 -- 补码// 10000000 -- 补码 -- 截断// 占位符%u，无符号整型，整型提升// 整型提升// 11111111 11111111 11111111 10000000 -- 有符号数，高位补符号位// 看作无符号数打印// 真值为 4294967168printf("%u\n", a);return 0;
}
int main()
{char a = 128;// 00000000 00000000 00000000 10000000 -- 原、反、补码// 10000000 -- 截断// %u，无符号整型// 整型提升// 11111111 11111111 11111111 10000000 -- 有符号数，高位补符号位// 看作无符号数// 4294967168printf("%u\n", a);return 0;
}
③ 练习3
int main() {char a[1000];int i;for (i = 0; i < 1000; i++){a[i] = -1 - i; // -1，-2，-3，-4……-1000，但char的取值范围没这么大}printf("%d", strlen(a));return 0;
}singed char 在内存中的取值范围：-128~127
unsined char 在内存中的取值范围：
char在VS中默认为 signed char ，因此每次循环内的 -1 - i 的取值是：-1，-2，……，-128，127，126，……，2，1，0（停止符）。字符串长度是：128 + 127 = 255。
④ 练习4
unsigned char i = 0;
int main()
{for (i = 0; i <= 255; i++){printf("hello world\n");}return 0;
}因为 i 为 unsigned char 类型，所以 i 的取值范围是 0~255，始终满足循环的判断条件，因此会陷入死循环。
int main()
{unsigned int i;for (i = 9; i >= 0; i--){printf("%u\n", i);}return 0;
}因为 i 为 unsigned int 类型，取值始终大于等于0，因此也会陷入死循环。
⑤ 练习5
//X86环境 ⼩端字节序
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;
}
&a是数组的地址，加1就到了数组结尾的地址，再赋值给ptr1强制转换为 int*，就是整型元素的地址，ptr1-1指向4。
a是数组首元素的地址，强制转换为int，加1就相当于把a这个地址值+1，实际上就是加了一个字节单元。数组a的十六进制小端字节序是 01 00 00 00 02 00 00 00 03 00 00 00 04 00 00 00，那么 (int)a+1 就会指向01后面的一个字节，再强制转换为 int*，向后读取4个字节的数据为 00 00 00 02，书写的十六进制是 02 00 00 00，这就是ptr2指向的内容。
对于%p，输出的是十六进制地址，不会有0x，但是会保留地址前面的0；对于%x，不会有0x，也不会保留十六进制前面的0；想输出有x0的十六进制，占位符得是%#x。
因此，对于上面的代码，运行结果应该是 4,2000000。
三、浮点数在内存中的存储
浮点数形式：3.14159、1E10（科学计数法）等。
浮点数类型：float、double、long double。
浮点数范围：最小值、最大值、精度，见头文件 float.h。
看以下代码，变量 *pFloat 、n 分别以浮点数、整数的形式存取数据，会发现读取出的数值不同，这是因为它们在内存中的存储方式不同：
浮点数在内存中的表示：使用国际标准IEEE（电气和电子工程协会）754。
（1）国际标准 IEEE 754
① 转换形式
二进制浮点数 V 转换为 的形式。
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，1 ≤ M ＜ 2。
表示指数位。
举例：十进制 -5.5, 写成二进制 -101.1, 相当于 - ，改为 V 的格式 ，那么 S = 1，M = 1.011，E = 2。
② 浮点数在内存中的空间分配
float：共32位，符号位S（1位）+ 指数E（8位），有效数字M（32位）；
double：共64位，符号位S（1位）+ 指数E（11位），有效数字M（52位）。
③ 有效数字M的特别规定
因为 ，所以 M 可以写成 1.xxxxx 的形式，1 是固定有的，为了保存更多位的有效数字，会省去整数部分的 1，只把后面的小数位保存到内存。从内存读的时候，再把整数 1 加上。例如，M = 1.011，只存储011。
④ 指数E的特别规定
E是一个无符号整数，那么如果 E 为 8 位取值范围是 0~255；E 为 11 位取值范围是 0~2047。但是 E 在科学计数法中存在负数，为了表示负数，E 会加一个中间值，让负的变成正的。如果 E 为 8 位，中间值是 127；E 为 11 位，中间值是 1023。读取的时候，E 加一个中间值即可。例如，8位 E=10，那么存储的值为 10 + 127 = 137，即 10001001。
（2）从内存中读取浮点数
① E不全为0或不全为1
按正常的来，读取到的 E 减去中间值，M 补上整数部分的1。
② E全为0
这时浮点数的真实值为 ± 0 或者很接近 0 的数。E 等于 1-127，M 不再补1，而是 0.xxxx。
③ E全为1
若 M 全0，浮点数真实值表示 ± 无穷；若 M 非全 0，浮点数真实值表示 NaN（非数值，如 0 除以、无穷 - 无穷）。
（3）对开头题目的解析
ps：在内存中整型数据以补码形式存储。
（4）浮点数的比较
二进制小数表示的十进制：
浮点数在计算机中难以精确表示，比如十进制 3.14 = 3 + 0.125 + …… = 11.001……，会发现永远凑不够，并且浮点数的 M 位的存储空间也有限。因此，浮点数的比较不能直接用 == （会让比较结果不准确），如下所示（0.1 和 0.2 的二进制小数位是无限循环的）：
更准确的判断方法：将两者做差的绝对值，若绝对值小于一个可容忍的误差值，则视为两者相等，如下图所示：
