深度解析C語言中資料的儲存

2022-05-24 18:02:12

前言

在VS編譯器裡有release和debug兩種形式，debug包含偵錯資訊，release不包含偵錯資訊，並會對程式進行優化

int main()
{
	int i = 0;
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };

	for (i = 0; i <= 12; i++)
	{
		arr[i] = 0;
		printf("hehen");
	}
	
	return 0;
}

執行這個程式，結果是死迴圈列印hehe，為什麼呢？

我們看記憶體

在迴圈到第13次時，把儲存變數i的地方改為0，i<=12仍成立，形成死迴圈

這是debug下出現的情況，但是如果是release的設定下，就不會出現上面死迴圈的情況，原因在下面這個圖裡

在debug設定下，儲存i變數的地址比儲存arr陣列的地址高，可能會越界到i的地址導致死迴圈

在release設定下，儲存i變數的地址比儲存arr陣列的地址低，不會出現越界到i導致死迴圈

（如果你非寫一個死迴圈那就真的死迴圈了，release優化沒有那麼萬能）

資料型別介紹

型別	大小（單位為位元組）
char (字元資料型別)	1
short (短整型)	2
int (整形)	4
long (長整型)	4或8
long long (更長的整形)	8
float (單精度浮點數)	4
double (雙精度浮點數)	8

long long是在C99增加的

long的大小和環境有關，32位元平臺上是4個位元組，64位元平臺上是8個位元組

這些都是C中內建的資料型別

型別的意義：

使用這個型別開闢記憶體空間的大小（大小決定了使用範圍）

看待記憶體空間的視角

1就是不同型別可以開闢不同大小的記憶體空間

對於2，看下圖理解

型別的基本歸類

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]

在C99後又加了long long

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

這些都是整型家族裡的資料型別，都分有符號和無符號型別

為什麼說字元資料型別也是整型呢？

因為字元的本質其實是ASCII 碼值，是整型，所以劃分到整型家族

一般我們都預設不加unsigned或signed的預設為是有符號的，但是char就有點特殊

char裡有三個

char
signed char
unsigned char

signed char就是有符號的char，unsigned char就是無符號的char，但是什麼都不加的char是有符號的還是無符號的標準是未定義的，取決於編譯器的實現，跟編譯器有關

其他都不加的int，short，long等都是預設為有符號的

那麼為什麼會有unsigned和signed之分呢？

因為生活中本來就有很多資料是沒有負數的，比如身高，體重，長度

也有很多資料是有正負之分的，比如溫度，放出或吸收熱量

所以我們需要用unsigned和signed來區分是否有正負之分

舉例子

int a = 10;

a是整型，有符號的整型，一個整型4個位元組，即32個bit

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010 （原碼）

int a = -10;

1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010(原碼)

符號位上，0表示正數，1表示負數，而且符號位不算有效位，只表示正負

有符號的int可以存 (-2³¹)~(2³¹-1)大小的數位

unsigned int a = -10;

1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110(-10的二補數)

無符號的int可以存0~232大小的數

因此，對於有正負的數，我們就用有符號的signed

對於沒有正負之分的數，我們就用無符號的unsigned

浮點數家族

（只要表示小數就可以使用浮點型）

float
double

float精度低，儲存的數值範圍較小

double精度高，儲存的數值範圍較大

構造型別

陣列型別

例如：

型別
int arr1[5]; ——> int [5]
int arr2[8]; ——> int [8]
char arr3[5] ——> char [5]

結構體型別

struct

列舉型別

enum

聯合型別

union

指標型別

int *pi;
char *pc;
float* pf;
void* pv;

空型別

void 表示空型別（無型別）

通常應用於函數的返回型別、函數的引數、指標型別

舉一個例子

void test(void);
//第一個void  表示函數不會返回值
//第二個void  表示函數不需要傳任何引數

void*
//void用於指標型別，以後會詳細講解

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