數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式與運(yùn)算

1、介紹數(shù)據(jù)

在定義變量時需要指定變量的類型。常量也是區(qū)分類型的。因?yàn)閿?shù)據(jù)都是存放在內(nèi)存中的單元中的，它 是具體存在的，而存儲單元是有限制大小字節(jié)的，每一個存儲單元存放數(shù)據(jù)的范圍是有限的。所以必須對數(shù)據(jù)分配儲存單元的安排，包括儲存單元的長度（占用字節(jié)數(shù)）以及數(shù)據(jù)存儲的形式，不同類型的存儲。也是為了方便編程人員對數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，不然一堆數(shù)據(jù)放下來，都不知道哪個是哪個，這樣分類了之后大大提升了編程效率。

2、 整型類型

基本整型 int :

編譯系統(tǒng)一般會分配2個或4個字節(jié)（具體是看編譯環(huán)境），1個字節(jié)（8個二進(jìn)位），整數(shù)是以補(bǔ)碼的形式存放在儲存單元中的。如 5：二進(jìn)制是101；如果用兩個字節(jié)存放 正數(shù)的補(bǔ)碼和源碼都是：0000 0000 0000 0101

負(fù)5則是要先求出源碼，然后再按位取反，再加1 才是負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼 如

（源碼）0000 0000 0000 0101

（按位取反）1111 1111 1111 1010 （負(fù)數(shù)補(bǔ)碼）1111 1111 1111 1011

再存放整數(shù)的存儲單元中，最左邊（首位）一位是用來表示符號的，0表示正數(shù)，1表示負(fù)數(shù)

現(xiàn)在的編譯環(huán)境一般都是分配的是4個字節(jié)（32位），范圍是-2^31到2^31-1 即 -214 748 3648到-214 748 3647

短整型 short int :

短整型一般都是分配兩個字節(jié)存儲方式與int相同，系統(tǒng)一般是分配2個字節(jié)（16位），數(shù)值能表示的范圍是-32768-32767（比int少）

長整型 long int ：

系統(tǒng)會分配4個字節(jié)（32位），那么長整型所能表示的數(shù)字范圍就是-2^63----2^63-1了。與int不相同的是int 至少有2個字節(jié)以上，long至少有4個字節(jié)以上，并且sizeof（int ）<=sizeof(long int)。

有些編譯環(huán)境的int只是兩個字節(jié)而已

雙長整型 long long int：

系統(tǒng)會分配8個字節(jié)（64位），那么長整型所能表示的數(shù)字范圍就是-2^63----2^63-1了。（比長整型長得多）

注* 當(dāng)然上面所說的 在64位系統(tǒng)下，而且還是要看具體的編譯環(huán)境，如果在32位的機(jī)子或者比較古老編譯環(huán)境的上面，數(shù)值能表示情況和分配字節(jié)會會有所不同。

unsigned(無符號類型）

在整數(shù)中，有 有符號和無符號之稱，一般默認(rèn)都是有符號的，在變量定義前加上，unsigned 關(guān)鍵字 ，就可將整型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為無符號類型數(shù)據(jù)，也就是數(shù)學(xué)中的絕對值數(shù)字。一般默認(rèn)初始化都是有符號的。

實(shí)型數(shù)據(jù)不能加signed(有符號)或unsiged（無符號）修飾符。

由于無符號數(shù)據(jù)最高位不再用來表示符號，而用來表示數(shù)字，所以無符號的存儲會比有符號的存儲范圍擴(kuò)大一倍。即65535位。如-1在兩字節(jié)中存放的補(bǔ)碼形式是 1111 1111 1111 1111 最開始的一位數(shù)字就表示的符號位 ，數(shù)值就只有2^15位。但是如果它加上unsigned無符號，那么第一位將不再代表符號，所以數(shù)值也就相應(yīng)增加到2^16位了。

字符型 char：

字符數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的儲存是：每個字符變量被分配一個字節(jié)的空間，所以一個單引號只能放一個字符，字符值是以ASCII碼形式存放在存儲單元中的。字符可以是任意的字符，但數(shù)字被定義成字符后就不能參與數(shù)值運(yùn)算了 如 ‘ 5 ‘ 和5是不同的，’ 5 ‘是字符常量，它只是表示一個形狀位‘5’的符號，在需要時按原樣輸出而已，并不是以數(shù)值存放的，所以不能參與運(yùn)算。

char是int的一種特殊形式。在一般時候，也可以定義位char類型的變量來像int的變量一樣操作。

可以將0-127的整數(shù)賦值給一個字符變量。如果將負(fù)數(shù)賦值下去，由于字符型只能讀取一個字符，所以前面的符號將不會被讀取。

定義字符變量，實(shí)際上是定義一個字節(jié)的整型變量，它只不過是用來存放字符而已，

char a = '-6';char b = a;printf("%c", b);//結(jié)果是輸出6

signed char(有符號) 能表示的數(shù)值范圍是-2^7到2^7-1 即-128-127

unsigned char (無符號)能表示的數(shù)值范圍 是2^8-1 即 0-255

（還有一種字符串形式數(shù)據(jù)類型，后面會詳細(xì)介紹）

布爾型 bool：

在使用次類型前需要添加預(yù)處理頭文件命令#include，然后才可以定義定義次變量 如bool a;布爾型的值只有兩個：false（假）和true（真）。false的值為0，true的值是1（或者是非0的值都是），bool只占用一個字節(jié)。

_BOOL長度視實(shí)際環(huán)境來定，一般可認(rèn)為是4個字節(jié)。（這個是不用頭文件可以定義的）但是類型值只有0和1這兩個值。

3、浮點(diǎn)型（實(shí)數(shù)型）

在C語言中，實(shí)數(shù)是以指數(shù)形式存放在內(nèi)存中的，一個小數(shù)表示為指數(shù)的形式有很多，如3.14159，可以表示為 0.0314159*10^2或314.159*10^-2 等等。

由于它小數(shù)點(diǎn)的位置可以移動，所以叫它浮點(diǎn)數(shù)。所有的浮點(diǎn)數(shù)類型的數(shù)值以二進(jìn)制指數(shù)形式存放在內(nèi)存中，在儲存中，系統(tǒng)將小數(shù)部分和指數(shù)部分分別存放。

存儲分為三部分：符號位，小數(shù)位，指數(shù)位是以2冪次來表示的。存儲方式都是用科學(xué)計(jì)數(shù)法來存儲數(shù)據(jù)的 如：133.5（在內(nèi)存中）符號位（0為正）階碼（指數(shù)位）尾數(shù)（小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)）

135.5單精度的浮點(diǎn)數(shù)，先轉(zhuǎn)整數(shù)135轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制為1000 0101，然后再轉(zhuǎn)小數(shù)的5轉(zhuǎn)換為0.1，則135.5二進(jìn)制為1000 0101.1。

這個表示尾數(shù) 然后首先要用科學(xué)計(jì)數(shù)法的形式表示出來，1000 0101.1科學(xué)計(jì)數(shù)法就是1.0000 1011*2^7

這里的階碼用移碼來表示，float的偏移量為127.階碼位是8位，那么這里的階碼就是127+7=134；將134轉(zhuǎn)為二進(jìn)制是1000 0110；

由于規(guī)定小數(shù)點(diǎn)前面都為1，因此在計(jì)算機(jī)中，將不會存儲小數(shù)點(diǎn)前面的1，這里的尾數(shù)就為00001011。其后全部補(bǔ)0，將其補(bǔ)充夠23位數(shù)。這里是正數(shù)，所以符號位為0

因此數(shù)字在內(nèi)存中存儲為：0100 0011 0000 0101 1000 0000 0000 0000（四個字節(jié)）

**由于用二進(jìn)制表示一個浮點(diǎn)數(shù)對于存儲單元來說長度是有限的，因此不能得到完全精準(zhǔn)的值，只能保持有限的精確度。小數(shù)部分占的位數(shù)越多。有效數(shù)字越多，指數(shù)部分占的位數(shù)越多，則能表示的數(shù)值范圍越大。

**偏移量：是指浮點(diǎn)數(shù)表示法中的 指數(shù)域 的 編碼值 為指數(shù)的 實(shí)際值 加上某個固定的值，用IEEE 754 國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定該 固定值 為 2 的 （e?1）次方減 1 其中的e 為 存儲指數(shù)的單位元 的長度 （即有幾個 bit) （就是看一個浮點(diǎn)類型能表示指數(shù)部分最大范圍）

單精度浮點(diǎn)型 float ：

單精度浮點(diǎn)型字節(jié)數(shù)為4個字節(jié)，有效數(shù)字6-7個，小數(shù)長度23位（24的話是包括符號位）。指數(shù)域是8位單位元，固定偏移值是2 的 （7）次方減 1, 就是 2的七次方減1，等于 127

（取值范圍見圖）

雙精度浮點(diǎn)型 double:

雙精度浮點(diǎn)型存儲字節(jié)數(shù)為8個字節(jié)，有效數(shù)字達(dá)到15個，小數(shù)長度52位（53的話是包括符號位）指數(shù)域是11個單位元。固定偏移值是2 的 （10）次方減 1, 就是 2的十次方減1，等于 1023

（取值范圍見圖）

長精度浮點(diǎn)型 long double ：

不同的編譯器對于long double 所給的數(shù)據(jù)都不一樣，一般來說都是分配16個字節(jié)，有效數(shù)字達(dá)到19個。