单精度变双精度不是原来值原因之所在
来源:互联网 发布:stc单片机学习 编辑:程序博客网 时间:2024/05/22 14:55
浮点数在计算机中存储方式float,double)---转自)
C语言和C#语言中,对于浮点类型的数据采用单精度类型(float)和双精度类型(double)来存储,float数据占用32bit,double数据占用64bit,我们在声明一个变量float f= 2.25f的时候,是如何分配内存的呢?如果胡乱分配,那世界岂不是乱套了么,其实不论是float还是double在存储方式上都是遵从IEEE的规范的,float遵从的是IEEE R32.24 ,而double 遵从的是R64.53。
无论是单精度还是双精度在存储中都分为三个部分:
- 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
- 尾数部分(Mantissa):尾数部分
其中float的存储方式如下图所示:
1 8 23
符号位 指数位 尾数部分
而双精度的存储方式为:
1 11 52
符号位 指数位 尾数部分
R32.24和R64.53的存储方式都是用科学计数法来存储数据的,比如8.25用十进制的科学计数法表示就为:8.25*10^0,而120.5可以表示为:1.205*10^2,这些小学的知识就不用多说了吧。而我们傻蛋计算机根本不认识十进制的数据,他只认识0,1,所以在计算机存储中,首先要将上面的数更改为二进制的科学计数法表示,8.25用二进制表示可表示为1000.01,我靠,不会连这都不会转换吧?那我估计要没辙了。120.5用二进制表示为:1110110.1用二进制的科学计数法表示1000.01可以表示为1.00001*2^3,1110110.1可以表示为1.1101101*2^6,任何一个数都的科学计数法表示都为1.xxx*2^n,尾数部分就可以表示为xxxx,第一位都是1嘛,干嘛还要表示呀?可以将小数点前面的1省略,所以23bit的尾数部分,可以表示的精度却变成了24bit,道理就是在这里,那24bit能精确到小数点后几位呢,我们知道9的二进制表示为1001,所以4bit能精确十进制中的1位小数点,24bit就能使float能精确到小数点后6位,而对于指数部分,因为指数可正可负,8位的指数位能表示的指数范围就应该为:-127-128了,所以指数部分的存储采用移位存储,存储的数据为元数据 127,下面就看看8.25和120.5在内存中真正的存储方式。
首先看下8.25,用二进制的科学计数法表示为:1.00001*2^3
按照上面的存储方式,符号位为:0,表示为正,指数位为:3+127=130 ,位数部分为,故8.25的存储方式如下图所示:
而单精度浮点数120.5的存储方式如下图所示:
那么如果给出内存中一段数据,并且告诉你是单精度存储的话,你如何知道该数据的十进制数值呢?其实就是对上面的反推过程,比如给出如下内存数据:0100001011101101000000000000,首先我们现将该数据分段,0 10000 0101 110 1101 0000 0000 0000 0000,在内存中的存储就为下图所示:
根据我们的计算方式,可以计算出,这样一组数据表示为:1.1101101*2^6=120.5
而双精度浮点数的存储和单精度的存储大同小异,不同的是指数部分和尾数部分的位数。所以这里不再详细的介绍双精度的存储方式了,只将120.5的最后存储方式图给出,大家可以仔细想想为何是这样子的
下面我就这个基础知识点来解决一个我们的一个疑惑,请看下面一段程序,注意观察输出结果
float f = 2.2f;
double d = (double)f;
Console.WriteLine(d.ToString("0.0000000000000"));
f = 2.25f;
d = (double)f;
Console.WriteLine(d.ToString("0.0000000000000"));
可能输出的结果让大家疑惑不解,单精度的2.2转换为双精度后,精确到小数点后13位后变为了2.2000000476837,而单精度的2.25转换为双精度后,变为了2.2500000000000,为何2.2在转换后的数值更改了而2.25却没有更改呢?很奇怪吧?其实通过上面关于两种存储结果的介绍,我们已经大概能找到答案。首先我们看看2.25的单精度存储方式,很简单 0 1000 0001 001 0000 0000 0000 0000 0000,而2.25的双精度表示为:0 100 0000 0001 0010 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000,这样2.25在进行强制转换的时候,数值是不会变的,而我们再看看2.2呢,2.2用科学计数法表示应该为:将十进制的小数转换为二进制的小数的方法为将小数*2,取整数部分,所以0.282=0.4,所以二进制小数第一位为0.4的整数部分0,0.4×2=0.8,第二位为0,0.8*2=1.6,第三位为1,0.6×2 = 1.2,第四位为1,0.2*2=0.4,第五位为0,这样永远也不可能乘到=1.0,得到的二进制是一个无限循环的排列 00110011001100110011... ,对于单精度数据来说,尾数只能表示24bit的精度,所以2.2的float存储为:
但是这样存储方式,换算成十进制的值,却不会是2.2的,应为十进制在转换为二进制的时候可能会不准确,如2.2,而double类型的数据也存在同样的问题,所以在浮点数表示中会产生些许的误差,在单精度转换为双精度的时候,也会存在误差的问题,对于能够用二进制表示的十进制数据,如2.25,这个误差就会不存在,所以会出现上面比较奇怪的输出结果。
- 单精度变双精度不是原来值原因之所在
- 双精度,单精度和半精度
- 单精度和双精度
- 单精度与双精度
- 单精度,双精度浮点存储表示
- 单精度和双精度的区别
- 单精度和双精度数据
- 单精度与双精度问题
- 关于单精度和双精度实数
- 单精度与双精度浮点型
- 单精度与双精度的区别
- 关于单精度 双精度的概念
- 单精度float和双精度double
- 单精度,双精度浮点存储表示
- 单精度float 和双精度double
- 单精度与双精度浮点数
- Java中,单精度、双精度是什么意思?
- 单精度
- 随机取出31-40数据
- 网络的全双工与半双工
- FLASH WEB GAME的前端架构与人事分工
- 谁动了山寨之父联发科的奶酪(一)
- Cookies,Session,ServletContext 的读写
- 单精度变双精度不是原来值原因之所在
- 一个windows的命令 Tree
- 在开始里的运行中,我们可以输入中多少命令,分别代表什么。
- linux_apache2+php5+mysql5快速部署
- CMp
- 利用 Ant 的 SQL Task 来实现自己的 Java 执行 SQL 脚本文件的功能
- Hook Api 以MessageBoxA为例
- Android培训班(17)
- Java:Poperties Editor 插件------自动解决ApplicationResources.properties中汉字显示乱码问题