C语言（08）——整数浮点数在内存中的存储
在详细认识整型在内存中的存储方式前，可以在下文中阅读他们的底层逻辑：
C语言（07）——原码 补码 反码 （超绝详细解释）_c语言 求补码-CSDN博客
摘要：本文详细介绍了C语言中整型和浮点数在内存中的存储方式。整型采用补码形式存储，分为原码、反码和补码三种表示方法。内存存储涉及大小端字节序问题，大端模式将高位存储在低地址，小端模式相反。浮点数按IEEE754标准存储，由符号位(S)、指数位(E)和有效数字(M)组成，其中指数E采用偏移值存储。文章还详细说明了不同情况下E的取值规则，包括正常情况、全0和全1时的特殊处理。这些底层存储机制直接影响程序的数据处理和跨平台兼容性。
目录
1. 整数的内存存储
1.1 大小端字节序存储
2. 浮点数的内存存储
2.1 浮点数定义
2.2 浮点数的存储
2.2.1 指数E在内存中的存取
1. 整数的内存存储
整数的二进制表现方式有三种：原码、反码、补码；
在计算器中，整数的数据存放是以补码的形式进行存储的；
有符号的整数，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”，最高位的一位是被当做符号位，剩余的都是数值位。
注：正整数的原、反、补码都相同；负整数的三种表示方法各不相同。
三种表示方法他们之间的转换如下图所示：
1.1 大小端字节序存储
我们思考这么一个问题：一个整型在内存中需要使用4个字节，那么这四个字节里的内容分别是怎么分布的呢？以下图为例，VS编译器对整型a（0x11223344）的数据内容是如何存放的呢？11223344？44332211？还是其他更为复杂的方式如22113344？
在对超过一个字节的数据进行内存存储时，就会出现如上所示的存储顺序的问题，按照不同的存储顺序，我们可以分为大端字节序存储和小端字节序存储，下面是具体的概念：
大端（存储）模式：
是指数据的低位字节内容保存在内存的高地址处，而数据的高位字节内容，保存在内存的低地址处；
小端（存储）模式：
是指数据的低位字节内容保存在内存的低地址处，而数据的高位字节内容，保存在内存的高地址处。
数据中的低位和高位类似于十进制中“高位数字”和“低位数字”的含义（如十进制数1234中，1是高位，4是低位），高位和低位可以用不同进制中的权重来理解。
注：字节序是计算机系统中对多字节数据的通用存储规则，与内存区域（栈、堆、全局区等）无关，只要涉及多字节数据的存储或传输，就会受到字节序的影响。
大小端字节序的选择主要取决于处理器（CPU）的架构设计
2. 浮点数的内存存储
2.1 浮点数定义
常见的浮点数有：3.14、2E12等，浮点数家族包括：float、double、long double类型，浮点数表示的范围在float.h定义，在C语言中输入的浮点数会默认识别为double类型，如需声明float，则需在数字后加上f。
2.2 浮点数的存储
根据国际标准IEEE（电气和电子工程协会）754，任意一个二进制浮点数V可表示成下面的形式：
V = （-1）* S M * 2E
(-1)*S表示符号位，当S=0时，V为正数；当S=1，V为负数；
M表示有效数字，M值大于等于1，小于2(根据这个特性，知道M的整数为恒为1，故内存中对M的存储均为小数点数据)；
2^E表示指数位。
举例来说：
浮点数121.36转换为科学计数法的形式为1.2136E2,那么按照上面的形式我们可以得到：S=1，M=1.2136，E=2。
IEEE 754 规定：
对于32位的浮点数，最高的1位存储符号位S，接着的8位存储指数E，剩下的23位存储有效数字M
对于64位的浮点数，最高的1位存储符号位S，接着的11位存储指数E，剩下的52位存储有效数字M
2.2.1 指数E在内存中的存取
指数E为一个无符号整数（unsigned int）
当E为8位时，他的取值范围为0~255；E为11位时，他的取值范围为0~2047。
在科学计数法中我们知道E是存在负数的情况，因此IEEE 754规定，存入内存时E的真实值必须再加上一个中间数，对于8位的E，中间数为127；对于11位的E，中间数为1023。如，1.2136E2中的E为2，那么在保存为32为浮点数时，E需变成2+127=129，即1000 0001。
指数E从内存中取出时分为三种情况：
E不全为0或不全为1（正常情况）：
在这种情况下，E遵循上述的规则，只需把他的计算值-127（或-1023）即可，同时不要忘记在求得的M值前加上1.
E全为0：
当所有位都为0时，其真实指数是固定值，单精度浮点数的真实指数为1-127=-126，双精度浮点数的真实指数为1-1023=-1022（为非格式化数），此时有效数字M不再加上第一位的1.，而是还原成0.xxxxxx的小数。这样做是为了表示±0，以及接近于0的很小的数字。
E全为1：
IEEE 754规定，如果此时M为0，则表示±无穷大（正负位取决于S）。
如果M不为0，此时不是无穷大，而是非数NaN，用来表示无效运算结果。