【C语言】剖析数据在内存中的存储

在C语言中，可以将数据类型分为以下5个家族

①整形家族

char、int、short、long。

②浮点数家族

float、double。

③构造类型

数组类型、结构体类型（struct）、枚举类型（enum）、联合类型（union）。

④指针类型

int* 、char*、float*、void* 。

⑤空类型

void表示空类型（无类型），通常应用于函数的返回类型，函数的参数，指针类型。

 我们知道在创建变量时要在内存开辟一定大小的空间来存储变量，那么数据在所开辟的空间是如何存储的？

比如：

int a = 20;
int b = -10;

我们知道a,b分别占4个字节的空间，那么究竟是如何存储的呢？

首先，来了解一下原码，反码，补码。

计算机中的整数有三种2进制表示方法，即原码、反码和补码。
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、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就可以得到原码。

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。

对于整形来说：数据存放内存中其实存放的是补码。

那么问题来了，为什么需要以补码的形式来存储数据呢？

在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储。原因在于，使用补码，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。

什么是大小端？

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；

那为什么会存在大小端呢？

为什么会有大小端模式之分呢？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 bit。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。

我们通过以下例子可以看出，在vs2019的环境下，数据在存储时会将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

 由此，不难看出vs2019是小端存储.

 我们可以通过下边一段代码实现机器大小端的判断。

int main()
{
	int a = 1;
	char*p = (char*)&a;

	if (*p == 1)
		printf("小端n");
	else
		printf("大端n");

	return 0;
}

以上即为数据存储的一部分内容，谢谢阅读。