C语言进阶————数据在内存中的存储1

2026年1月24日学习总结：

在之前已经结束了C语言初阶的学习，将进入C语言进阶的学习。在进入学习下一节之前补充一个知识点：

数组的越界访问代码的debug环境和release环境中运行的区别（X86环境下）

代码如下：

#include<stdio.h>
int main()
{
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int i = 0;
	for (i = 0; i <= 12; i++)
	{
		printf("hehe\n");
	}
	return 0;
}

在debug环境下为死循环（一直打印hehe），因为arr（低）的内存地址在i（高）地址后面，且包含一定间隔，就会出现地址冲突的情况。

而在release环境下只是打印了13个hehe，并没有陷入死循环。这是因为release环境下对该程序进行了优化，此时arr（高）的内存地址在i(低)地址的前面，从低到高进行访问时就不会出现地址冲突情况。

然后进入C语音进阶的学习，首先进入第一章的学习------数据在内存中的存储，本次学习主要分为以下两个部分：

1.数据类型介绍

基本数据类型：

char 字符数据类型 1字节

short 短整型 2字节

int 整型 4字节

long 长整型 32位机：4字节/64位机：8字节（C语音中：sizeof（long）>=sizeof(int)）

long long 更长整型 8字节（C99中使用）

float 单精度浮点数 4字节

double 双精度浮点数 8字节

类型的意义：① 使用这个类型开辟空间的大小（大小决定使用范围）；② 如何看待内存空间的视角。

1.1类型的基本归类

（1）整型家族：

char unsigned char signed char

short unsigned short [int] signed short [int]

int unsigned int signed int

long unsigned long [int] signed long [int]

long long unsigned long long [int] signed long long [int]

①为什么将char归纳到整型？

char本质是ASCLL码，是整型，所以划分到整型家族。

②char更详细的划分应该有3种类型：char,unsigned char,signed char。因为在使用cahr时并为定义是有符号还是无符号，这取决于编译器的实现。其余的都只有两种无符号和有符号，单独的类型相当于有符号（如int相当于signed int）

③可以根据实际情况判断使用的参数有符号还是无符号，一般最高位为符合位，0为正，1为负。

（2）浮点数家族：只要是表示小数就可以使用浮点数。

float 单精度 精度低 存储的数据范围小。

double 双精度 精度高 储存的数据范围大。

（3）构造类型：自定义类型

①数组类型（创建不同数据类型和不同个数的数组）

②结构体类型 struct

③枚举类型 enum

④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）

通常用于函数的返回类型、函数的参数、指针类型。

例如： void teat(void) 第一个void表示函数不会返回值,第二个void表示函数不需要任何参数（只能起到提示作用，不能防止）

2.整型在内存中的存储

之前我们了解过数据有不同的表示形式，二进制、十进制、八进制、十六进制等。例如在十进制的21 二进制：10101 八进制：25 十六进制：15。

2.1整数的二进制也有三种表示形式：原码、反码、补码

三种表示形式的规则：①正数的原码、反码、补码相同；②负数需要通过计算得出。

计算规则：

原码：直接通过正正负形式写出二进制序列。

反码：原码符号位不变，其他按位取反得到的二进制序列。

补码：在反码的基础上加1。

以下面的代码为例：

#include<stdio.h>
int main()
{
	int a = 20;
	//原码、补码、反码：00000000 00000000 00000000 00010100
	//转为十六进制：  0x 00 00 00 14
	int b = -10;
	//原码：10000000 00000000 00000000 00001010
	//十六进制：0x 80 00 00 0a
	//反码：11111111 11111111 11111111 11110101
	//十六进制：0x ff ff ff f5
	//补码：11111111 11111111 11111111 11110110
	//十六进制：0x ff ff ff f6 
	return 0;
}

在调试下查看内存存储的信息：

变量a在内存中的存储：

变量b在内存中的存储：

根据上面可以看出，在计算机系统中，整型数值一律用补码来表示和存储。

原因：使用补码可以将符号位和数值域统一处理，这可以使加、减法可以统一处理（补码的加减分都可以统一使用加分完成，CPU只有加法器）,此外，补码与原码互相转换，其运算过程是相同的，不需要额外的硬件电路（原码和补码之间的相互转换都可以通过取反加1得到）

数据存储的顺序不对劲，为什么？

2.2 大小端介绍（大小端取决于硬件）

大端（字节序）储存：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（补码正着存）。

小端（字节序）存储：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（补码倒着存，如上数据存储）。

相关试题：百度2015试题：解释大小端的区别，并用一个程序判断用的是大端还是小端存储？

版本一：将int*类型的指针强制转换成char*类型指针

#include<stdio.h>
int main()
{
	int a = 0;
	if (*(char*)&a == 1)
	{
		printf("小端\n");
	}
	else
	{
		printf("大端\n");
	}
	return 0;
}

版本二：封装成一个函数

#include<stdio.h>
int test_dxd(void)
{
	int a = 1;
	return *(char*)&a;
}
int main()
{
	int ret = test_dxd();
	if (ret == 1)
	{
		printf("小端\n");
	}
	else
	{
		printf("大端\n");
	}
	return 0;
}