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什么是数据类型 ?内存和数据类型的关系

什么是数据类型 ?

“ C”提供了各种数据类型,使程序员可以轻松地根据应用程序的需求选择合适的数据类型。 一般来说有三种数据类型: 基本数据类型, 派生数据类型 ,和用户定义的数据类型 。

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基本数据类型

最主要的特点是,其值不可以再分解为其它类型。也就是说,基本数据类型是自我说明的有四种主要的基本数据类型:

  • int – 整数数据类型
  • char – 字符数据类型
  • float – 浮点数据类型
  • void – 空类型,不用返回任何值

派生(构造)数据类型

派生数据类型是根据已定义的一个或多个数据类型用构造的方法来定义的。也就是说,一个构造类型的值可以分解成若干个“成员”或“元素”。每个“成员”都是一个基本数据类型或又是一个构造类型。在 C 语言中,构造类型有以下几种:

  • 数组(Array)类型
  • 结构体(Structurer)类型
  • 共用体(联合)(Union)类型
  • 指针类型 (Pointer) – 指针是一种特殊的,同时又是具有重要作用的数据类型。其值用来表示某个变量在内存储器中的地址。虽然指针变量的取值类似于整型量,但这是两个类型完全不同的量,因此不能混为一谈。

用户定义数据类型

  • 枚举 (enum)
  • typedef – 别名

什么是内存?

从逻辑角度:内存是这样一种东西,它可以随机访问(随机访问的意思是只要给一个地址,就可以访问这个内存地址)、并且可以读写(当然了逻辑上也可以限制其为只读或者只写);内存在编程中天然是用来存放变量的(就是因为有了内存,所以C语言才能定义变量,C语言中的一个变量实际就对应内存中的一个单元)。

内存实际上是由无限多个内存单元格组成的,每个单元格有一个固定的地址叫内存地址,这个内存地址和这个内存单元格唯一对应且永久绑定。

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(地址的常用表示为十六进制表示法,即Ox+十六进制数)

由这个图可以清晰的发现对于每一段的内存中的数据,都有一个地址与之相对应,也真是因为有地址的存在,我们计算机中才可以轻易的去访问到其中数据。

以大楼来类比内存是最合适的。逻辑上的内存就好象是一栋无限大的大楼,内存的单元格就好象大楼中的一个个小房间。每个内存单元格的地址就好象每个小房间的房间号。内存中存储的内容就好象住在房间中的人一样。

内存编址方法

A. 内存在逻辑上就是一个一个的格子,这些格子可以用来装东西(里面装的东西就是内存中存储的数),每个格子有一个编号,这个编号就是内存地址,这个内存地址(一个数字)和这个格子的空间(实质是一个空间)是一一对应且永久绑定的。这就是内存的编址方法。

B. 在程序运行时,计算机中CPU实际只认识内存地址,而不关心这个地址所代表的空间在哪里,怎么分布这些实体问题。因为硬件设计保证了按照这个地址就一定能找到这个格子,所以说内存单元的2个概念:地址和空间是内存单元的两个方面。

内存和数据类型的关系

数据类型是用来定义变量的,而这些变量需要存储、运算。所以数据类型必须和内存相匹配才能获得最好的性能,否则可能不工作或者工作效率低下。

在32位系统中定义变量最好用int,因为这样效率高。原因就在于32位的系统本身配合内存等也是32位,这样的硬件配置天生适合定义32位的int类型变量,效率最高。也能定义8位的char类型变量或者16位的short类型变量,但是实际上访问效率不高。

在很多32位环境下,我们实际定义bool类型变量(实际只需要1个bit就够了)都是用int来实现bool的。也就是说我们定义一个bool b1;时,编译器实际帮我们分配了32位的内存来存储这个bool变量b1。编译器这么做实际上浪费了31位的内存,但是好处是效率高。

问题:实际编程时要以节省内存为重还是要以运行效率为重?答案是不定的,看具体情况。很多年前内存很贵机器上内存都很少,那时候写代码以省内存为主。现在随着半导体技术的发展内存变得很便宜了,现在的机器都是高配,不在乎省一点内存,而效率和用户体验变成了关键。所以现在写程序大部分都是以效率为重。

Posted in C语言

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