数据在计算机内的表示和存储
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一.C语言中强制类型转换
二.数据的存储方式
1.大小端模式
2.边界对齐
一.C语言中强制类型转换
1.无符号数与有符号数：不改变数据内容，只是改变了计算机的解释方式
例如下图，短整型转为无符号短整型再赋值给y，y=x=1110 1111 0001 1111，只是计算机在解析真值时会以无符号数的规则进行解析。
2.将长整型变短整型：则将高位截断，保留低位。
例如下图，a用16进制表示为0x000286a1,强制类型转换后为0x86a1，即c=0x86a1，计算机用16bit补码的方式将其解析为真值，即-31071。b转换为d同理：
3.短整数变长整数：符号扩展
① 有符号数
由于定点整数的小数点在数的末尾，所以，若定点整数的补码是负数，则在符号位和原有的数值位之间填充“1”（正数则填充“0”），用这样的方式得到的补码，解析为真值，值是不变的。
例如下图，短整型x转换为长整型n，由于x是负数，所以在符号位后填充"1"
再看n，将短整型强制转换为无符号短整型，再赋值给n。这时计算机会把x的二进制值赋值给n，再以无符号数的规则解析出真值。
② 无符号数：若原数字是无符号数，扩展后高位用0填充。
例如下图，将无符号短整型n转换为无符号整型p，高位填充"0"即可。
二.数据的存储方式
1.大小端模式
对于某个4字节的int变量：0123 4567H，其最高有效字节（MSB）为01（1个字节8bit），最低有效字节（LSB）为67。多字节数据在内存里一定是占连续的几个字节的，根据数据在内存中的存储方式不同，可以分为大端方式和小端方式。
大端方式：将更高的有效字节存到更低地址中，这样的存储方式便于人类阅读。
下图所示的0800H，0801H指的是内存地址：
小端方式：将更低的有效字节存到更低地址中，便于机器的处理。机器读多字节数据时是从低地址读到高地址的，采用小端方式，最先读到的是67。当CPU对两个int型变量进行加法操作的时候，也是应该先从最低有效字节进行加法。
2.边界对齐
现代计算机通常是按字节编址，即每个字节对应1个地址。通常也支持按字、按半字、按字节寻址：假设存储字长为32位，则1个字=32bit，半字=16bit。每次访存只能读/写1个字（也就是读取一整行，不能跨行读取）。
无论是按半字还是字寻址，字地址，半字地址最终都要转化为字节地址。
这里1个字=4个字节，当给出了要访问的数据的字地址时，怎么将其转化为与之对应的字节地址：只需要将字地址逻辑左移两位即可，因为逻辑左移1位表示*2，逻辑左移两位表示*4。例如要访问2号字，2的二进制表示为10，逻辑左移两位后得到：1000（8），所以2号字的其实地址就是8号字节。半字地址的操作同理，只需要逻辑左移一位即可。
有的计算机会采取数据边界对齐的方式：
而有的计算机中会采取边界不对齐的方式：
例如，c语言中，char占1个字节，short占两个字节，int占4个字节。现在定义一个结构体，这个结构体包含3个char型变量，3个short型变量和1个int型变量。
对于对齐方式而言，当存储完3个char型变量后，会剩下1个字节的空间，这1个字节的空间不足以存放short和int，所以这个字节的空间不会存放任何数据。
对于不对齐的方式而言，存储完3个字节后，可以将第4个字节的空间用于存放short型变量的第1个字节，将第2行的第1个字节的空间用于存放short型变量的第2个字节。
总结：
如果利用不对齐的方式存储数据，当读出这个short型变量时，需要进行2次访存。只有将两个字的内容都读入，并且将第一行short的内容和第二行short的内容进行拼接，才能得到short型变量的完整表示。
而采用对齐方式存储数据，虽然存在一些空间的浪费，但是读入short型变量时，只需要进行1次访存。因为这个变量的所有数据都只存放在1个字中。