C语言数据存储详解

1. 概述

C语言开发需要依赖各种数据类型。每种数据类型的存储方式和占用空间不同。在C语言中，数据可以分为基本数据类型和构造数据类型。对于基本数据类型，C语言定义了一些规则，规定了它们的内存大小和表示方式。对于构造数据类型，如结构体等，其内存大小和表示方式也有自己的规范。

2. 基本数据类型的存储

下表是基本数据类型在内存中的存储方式和占用空间。

数据类型	存储方式	占用空间
char	有符号整型	1个字节
unsigned char	无符号整型	1个字节
short int	有符号短整型	2个字节
unsigned short int	无符号短整型	2个字节
int	有符号整型	4个字节
unsigned int	无符号整型	4个字节
long int	有符号长整型	4个字节
unsigned long int	无符号长整型	4个字节
float	单精度浮点数	4个字节
double	双精度浮点数	8个字节
long double	扩展精度浮点数	16个字节

对于有符号整型，使用补码表示。对于无符号整型，使用原码表示。

示例1

#include <stdio.h>
int main()
{
   char c = 'A';
   printf("size of char: %ld\n", sizeof(c));
   printf("value of c: %c\n", c);
   return 0;
}

以上程序中，将字符'A'存储在char类型的变量c中，并输出它的值。由于char类型占用1个字节，所以最终输出结果是：

size of char: 1
value of c: A

示例2

#include <stdio.h>
int main()
{
    float f = 10.5;
    printf("size of float: %ld\n", sizeof(f));
    printf("value of f: %f\n", f);
    return 0;
}

以上程序中，将浮点数10.5存储在float类型的变量f中，并输出它的值。由于float类型占用4个字节，所以最终输出结果是：

size of float: 4
value of f: 10.500000

3. 构造数据类型的存储

构造数据类型包括数组、指针和结构体等。下表是常用的构造数据类型在内存中的存储方式和占用空间。

数据类型	存储方式	占用空间
数组	连续的存储空间	n * 元素大小
指针	存储地址	4个字节(32位机器) / 8个字节(64位机器)
结构体	按成员顺序依次存储	成员占用空间之和

示例1

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    printf("size of a: %ld\n", sizeof(a));
    return 0;
}

以上程序中，定义了一个大小为5的整型数组a，并输出它的占用空间。由于整型占用4个字节，数组大小为5，所以最终输出结果是：

size of a: 20

示例2

#include <stdio.h>
struct student {
   int id;
   char name[20];
   float score;
};
int main()
{
    struct student stu;
    printf("size of struct student: %ld\n", sizeof(stu));
    return 0;
}

以上程序中，定义了一个包括id、name和score成员的结构体student，并输出它的占用空间。由于id占用4个字节，name占用20个字节，score占用4个字节，所以最终输出结果是：

size of struct student: 28

4. 小结

C语言中，数据类型的存储方式和占用空间由编译器来决定。程序员需要了解各种数据类型的存储方式和占用空间，才能更好地处理数据。在实际开发过程中，不同的数据类型在内存中的存储方式和占用空间很重要，也是性能优化的一个关键点。