学习笔记(C++中基础数据类型在内存的表现形式)

2024-06-05 14:48

本文主要是介绍学习笔记(C++中基础数据类型在内存的表现形式),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

 

一、整数类型

C++提供的整数类型有三种:int long short ,在Microsoft Visual C++ 6.0中,int类型与long类型在内存中都占4个字节,short类型占两个字节。

 

在C++中整数类型又可以分为有符号与无符号类型两种。

无符号整数

   在内存中,无符号整数的所有位都用来表示数值。以无符号整数型数据unsigned int 为例,它在内存中占4个字节,取值范围为0x00000000~0xFFFFFFFF。

 

有符号数

   有符号整数中用来表示符号的是最高位,最高位为0表示正数,最高位为1表示负数。在内存中同样占4个字节,由于最高位为符号位,不能用于表示数值,因些有符号整数的取值范围要比无符号数取值范围少1位,既0x80000000~0x7FFFFFFF;负数在内存中都是以补码的形式存放。

 

二、浮点数类型

  在C++中,使用浮点方式存储实数,用两种数据类型来保存浮点数:float(单精度)、double(双精度)。Float在内存中占4个字节,double在内存中占8字节空间。

 

浮点数的编码方式

   浮点数编码转换采用的是IEEE规定的编码标准,float和double这两类型数据的转换原理相同。IEEE规定的浮点数编码会将一个浮点数转换为二进制数。以科学记数法划法,将浮点数拆分为3部分:符号、指数、尾数。

 

float类型的IEEE编码

   float类型在内存中占4个字节(32位),最高位用于表示符号;在剩下的31位中,从右向左了8位用于表示指数,其余用于表示尾数。如图:

 

正指数情况

例:将float类型10.625转换为IEEE编码,需要将10.625转换成对应的二进制数:1010.101,整数部分为1010,小数部分为101;然后对单精度数进行科学记数法转换:将小数点向左移动,每个移动1次指数加1,移动到除符号位的最高位为1处,停止移动,这里移动3次。对10.625进行科学记数法转换后二进制部分为1.010101,指数部分为3。在IEEE编码中,由于在二进制情况下最高位始终为1,为一个恒定值,故将其忽略不计。这里是一个正数,所以符号位为0,指数部分:由于指数部分可能出现负数,十进制数127可表示为二进制数01111111。

IEEE编码方式规定,当指数小于01111111时为一个负数,反之为一个正数。

10.625经IEEE转换后各位的情况如下:

   符号位:0

   指数位:3+127(十进制),转为二进制 10000010

   尾数位:01010100000000000000000(当不足23位时,低位补0填充)

 

10.625转换后的IEEE编码按二进制拼接为:01000001001010100000000000000000

转换成十六进制数为:0x412A0000,由于内存以小尾方式进行排列,故为:00 00 2a 41

 

负指数

  -0.8125经IEEE转换后各位的情况如下:

   -0.8125的二进制为-0.1101

   符号位:1

   指数位:-1+127(十进制),转为二进制 01111110(如果不足8位,高位补0)

   尾数位:10100000000000000000000(当不足23位时,低位补0填充)

-0.8125转换后的IEEE编码按二进制拼接为:10111111010100000000000000000000

转换成十六进制数为:0xBF500000,由于内存以小尾方式进行排列,故为:00 00 50 BF

 

 

 

如果小数部分转换为二进制时得到一个无穷值,则根据尾数长度舍弃多余部分。

 

Double类型的IEEE编码

 Double类型的和float类型大同小异,只是double类型表示的范围更大,占用的空间更多,是float类型所占空间的两倍。

double类型:指数用11位正数表示,加上1023用于指数符号判断。

 

 

 

三、字符编码

  在C++中,字符的编码格式分两种:ASCII和Unicode.

  ASCII编码在内存中占一个字节大小,只能表示26个字母和常用符号。

  Unicode编码在内存中占两个字节大小,表示的范围是0~65535.

在Microsoft Visual C++ 6.0中,使用char定义ASCII编码格式的字符,使用wchar_t定义Unicode编码格式字符。

 

 

 

 

 

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