浮点型的存储方式

来源:互联网 发布:mysql 获取上一年月份 编辑:程序博客网 时间:2024/05/16 05:00

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浮点型的存储方式及实例:
是单精度还是双精度在存储中都分为三个部分(float为例):
符号位(Sign) : 0代表正,1代表为负
指数位(Exponent):用于存储科学计数法中的指数数据,并且采用移位存储(中间八位)
尾数部分(Mantissa):尾数部分(最后23位)
即: V = (-1)^s×M×2^E
  (1)(-1)^s表示符号位,当s=0,V为正数;当s=1,V为负数。
  (2)M表示有效数字,大于等于1,小于2。
  (3)2^E表示指数位。
定义太枯燥直接上例子:


例1:
求:其对应的浮点数3490593.0的二进制表示。 
解法如下:
先求出整数3490593的二进制表示:
 H:    3     5    4    3    2     1   (十六进制表示)
 B:   0011  0101 0100 0011 0010  0001 (二进制表示)
        │←─────  21────→│
 
即: 
               1.1010101000011001000012×221
可见,从左算起第一个1后有21位,我们将这21为作为浮点数的小数表示,单精度浮点数float由符号位1位,
指数域位k=8位,小数域位(尾数)n=23位构成,因此对上面得到的21位小数位我们还需要补上2个0,
得到浮点数的小数域表示为:
         1 0101 0100 0011 0010 0001 00
float类型的偏置量Bias=2k-1-1=28-1-1=127,但还要补上刚才因为右移作为小数部分的21位,因此偏置量为
127+21=148,就是IEEE浮点数表示标准:
                    V = (-1)s×M×2E
                    E = e-Bias
中的e,此前计算Bias=127,刚好验证了E=148-127=21。
将148转为二进制表示为10010100,加上符号位0,最后得到二进制浮点数表示1001010010101010000110010000100,其16进制表示为:
 H:     4        A       5          5         0         C         8        4  
 B:  0100   1010   0101    0101   0000   1100  1000   0100
                    |←────      21        ─────→   |
     1|←─8   ─→||←─────       23       ─────→ |
 
这就是浮点数3490593.0(0x4A550C84)的二进制表示。


例2:0.5的二进制形式是0.1
它用浮点数的形式写出来是如下格式
0                01111110                 00000000000000000000000

符号位           阶码                       小数位
正数符号位为0,负数符号位为1
阶码是以2为底的指数
小数位表示小数点后面的数字
下面我们来分析一下0.5是如何写成0 01111110 00000000000000000000000
首先0.5是正数所以符号位为0
再来看阶码部分,0.5的二进制数是0.1,而0.1是1.0*2^(-1),所以我们总结出来:
要把二进制数变成(1.f)*2^(exponent)的形式,其中exponent是指数
而由于阶码有正负之分所以阶码=127+exponent;
即阶码=127+(-1)=126 即 01111110
余下的小数位为二进制小数点后面的数字,即0000000000000000000000
由以上分析得0.5的浮点数存储形式为0 01111110 00000000000000000000000


例3:(20.59375)10 =(10100.10011 )2

首先分别将整数和分数部分转换成二进制数: 
20.59375=10100.10011 
然后移动小数点,使其在第1,2位之间 
10100.10011=1.010010011×2^4   即e=4 
于是得到: 
S=0, E=4+127=131, M=010010011 
最后得到32位浮点数的二进制存储格式为: 
0 100 10011 01001001100000000000000=(41A4C000)16



最后:看一道题目:
#include <stdio.h>
int main()
{
//首先了解浮点型数据的存储类型
int b;
float  a = 9.0;//注意区分隐式类型转换与其区别
printf("%d\n",a);
//其实从double  转换到float 只是相同类型的存储方式转换  并不是截取后半部分的转换
printf("%lld\n",a);
b = a;
printf("%d\n",b);//相当于隐式类型转换
b = 9;
printf("%f",b);
return 0;
}
0
4621256167635550208
9
0.000000 
原因很有趣:9.0是浮点型数据:二进制表示方式为:
0(符号位) 10000000010(指数位) 0010000000000000000000000000000000000000000000000000(有效数)
该数的整型就是4621256167635550208  由于第一次输出是int太小只截取了后面的32位,所以为零
对于最后一个输出为零原理同上只是整型转换为float 完美解决haha


#include <stdio.h>
int main()
{
printf("------------------------------");
int num=9; /* num是整型变量,设为9 */
float* pFloat= &num; /* pFloat表示num的内存地址,但是设为浮点数 */
printf("num的值为:%d\n",num); /* 显示num的整型值 */
printf("*pFloat的值为:%f\n",*pFloat); /* 显示num的浮点值 */
*pFloat=9.0; /* 将num的值改为浮点数 */
printf("num的值为:%d\n",num); /* 显示num的整型值 */
printf("*pFloat的值为:%f\n",*pFloat); /* 显示num的浮点值 */
return 0;
}
输出:
  num的值为:9
  *pFloat的值为:0.000000
  num的值为:1091567616
  *pFloat的值为:9.000000


原因很简单 不再赘述;好了 到这里基本上就差不多完全理解了浮点型数据的存储方式
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