数据类型与存储
参考链接：https://www.midlane.top/wiki/pages/viewpage.action?pageId=26183116
1.补码与浮点数
计算机采用二进制表示数据，但是从数学意义上，使用二进制并不能表示负数。因为二进制每一位的权值都大于0。为了解决这个问题，人们在二进制数据上使用了符号位，通过符号位来表示数据的正负。符号位是数据的最高位，当这一位为0时，表示数据是正数，而符号位为1时，则表示这个数是负数。
以short类型为例，通过下面两个示意图，可以看出符号位的作用：
1.1 原码、反码、补码
原码：第一位表示符号位，其余位表示绝对值大小。
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[+1]原 = 0000 0001 [-1]原 = 1000 0001
反码：正数的原码是其本身，负数的反码是符号位不变，其余位取反。
1 2
[+1] = [00000001]原 = [00000001]反 [-1] = [10000001]原 = [11111110]反
补码：正数的原码是其本身，负数的补码是除符号位外其余各位取反后加1。
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[+1] = [00000001]原 = [00000001]反 = [00000001]补 [-1] = [10000001]原 = [11111110]反 = [11111111]补
为什么会有反码和补码呢？原因是方便负数运算，计算机并没有减法器，使用补码可以让加减法都能用上加法器，简便了计算机基本电路，同时也解决了0在计算机中表示问题。
举例说明
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[+1]原 = 0000 0001
[-1]原 = 1000 0001
计算1+（-1）的结果应该为0，可此时二进制运算完后为1000 0010，转换十进制为-2，这显然是不对的，再来看看反码的运算：
1
2
+1的反码为 0000 0001
-1的反码为 1111 1110
计算的结果为反码 [1111 1111]，转换为原码为[1000 0000]，最后结果为-0，0带符号是没有意义的。再看看补码的运算
1
2
+1的补码，同原码 为0000 0001
-1的补码，反码 +1 为1111 1111
得到结果为 1 0000 0000，此时已经超过了8位舍去为0000 0000，它的原码也是0，问题解决
这样0用[0000 0000]表示, 而以前出现问题的-0则不存在了.而且可以用[1000 0000]表示-128:
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(-1) + (-127) = [1000 0001]原 + [1111 1111]原 = [1111 1111]补 + [1000 0001]补 = [1000 0000]补
-1-127的结果应该是-128, 在用补码运算的结果中, [1000 0000]补 就是-128. 但是注意因为实际上是使用以前的-0的补码来表示-128, 所以-128并没有原码和反码表示。
注：补码转换为原码的方式为：
补码的补码，就是原码(^_^)…
1.2 使用补码的意义
对于有符号数，由于最高位表示数据的符号位，那么在参与计算时，这一位是不能参与数值运算的，这对CPU来说，无疑是增加了设计的复杂度，因为计算机的各种计算都需要通过硬件电路来实现的，多一种特殊情况要考虑，设计的复杂度就增加一分。而采用补码的方式，则可以让计算机“忽略”符号位，在计算时，让符号位也可以直接参与数值运算。
1.3 有符号数的存储
对于正数来说，直接存储其原码即可，这样存储没有问题，但对于负数，这样的存储方式并不是最佳方式。对于负数，计算机存储的实际是数据的补码。
实际上对于正数，原码与补码一致，因此可以理解为有符号数存储的都是其补码
1.4 浮点数的存储
浮点数在内存中需要以指数的形式存储，比如： float f = 3.1415926 = 0.31415926 * 10^1
那么，该数在内存中可以按下面的方式存储：
| 1bit符号位 | 底数部分 | 指数部分 |
|---|---|---|
| + | .31415926 | 1 |
对于float类型来说，4个字节共32位中，究竟多少位用于表示底数部分，多少位用于表示指数部分，C标准并无具体的规定，由各编译器的实现来决定的。底数部分越多，则精度越高，指数部分越多，则能表示的范围越大。
1.5 数据表示范围
计算机的内存终归有限，所以计算机不能存储一个无限大的整数，也不能存储一个无限精度的小数（比如0.11这样无法转化成2进制的数），用有限的内存去存储数据，我们需要知道数据的存储范围。
这里只讨论浮点数的数据表示范围：
对于浮点数，由于其存储的是指数与底数，所以还我们还需要衡量它的存储精度，一般用有效数字来表示，也由于浮点数存储不准确性（浮点数存储0.11时会有精度丢失），所以浮点数只可以进行范围大小的比较，不可以判断相等。
1.6 浮点数的比较
尤其注意，浮点数不可以使用 == 运算符去判断两个浮点数相等，并不是C语言语法规定不可以，而是实际运算的结果不准确，如下：
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float num = 0.11;
if(num == 0.11) { //这里实际上 num并不等于 0.11，因为num在存储到内存之后丢失精度
… //这段语句不会执行到
}
基于以上特点，对浮点数进行比较时，只可以对两浮点数在一定精度内进行比较，以两数之差的绝对值小于某个精度时作为判断依据，如下：
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#include <math.h> //fabs()头文件
#define LIMIT 1e-6 // 精度
float num = 0.11;
if(fabs(num – 0.11) < LIMIT) { //通过比较两浮点数之差的绝对值与规定精度判断浮点数相等
…
}
2.位运算
见位运算篇
3.常量
3.1 常量表示
程序运行过程中值不会改变的量称为常量，比如立即数，字符，数组名，字符串等。
3.2 常量存储
注意，与变量不一样，并不是所有的常量都会占用栈空间，比如数组名就没有专门的存储地地方。而字符串常量则只存储在程序的只读数据段。有的常量还可以在编译时直接编译机器的指令里。
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int a = 2; // 2可以作为指令中的立即数存储在代码区
printf("%d", 100); // 100可能存储在程序的数据区
3.3 常量类型
常量也具有类型，默认情况下按如下进行处理：
- 程序中所有出现的浮点数都是double类型。
- 单个字符与整数默认是int类型。
- 如果整数超出了int的表示范围，它将被当作long 或 long long来处理。
如果想改变常量的类型，则可以在常量后面添加指定后缀u l f L，如下：
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123 // int类型
123L或123l // long类型
123LL // long long类型
123u // unsigned int 类型
123ul // unsigned long
123ull // unsigned long long
3.14 // double类型
3.14f // float类型
3.14L // long double类型
4.静态变量
静态变量存储在数据段，但是静态变量要在第一次调用时才会创建，然后在程序的整个运行期间都存在。示例如下：
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void fun()
{
static int i = 0; //第一次调用fun()时创建并赋值，后面再次调用时不再创建，直接使用上次保存的值
i++;
}
int main()
{
fun(); // i = 0
fun(); // i = 1
}