浮点型

来源:互联网 发布:宿州电信云计算 编辑:程序博客网 时间:2024/04/27 23:03
  几乎所有计算机都支持二进制数据表示,即能直接识别二进制数据表示并具有相应的指令系统。  通常采用的二进制定点数据表示主要有:符号数值、反码、补码以及带偏移增值码四种形式,其中最常用的是补码形式,这些都已在计算机组成原理课程中做了详细讨论,这里不再阐述。 
  二进制浮点数的表示,由于不同机器所选的基值、尾数位长度和阶码位长度不同,因此对浮点数表示有较大差别,这就不利于软件在不同计算机间的移植。 
美国IEEE(电子及电子工程师协会)为此提出了一个从系统结构角度支持浮点数的表示方法, 称之为IEEE标准754(IEEE,1985),当今流行的计算机几乎都采用这一标准。

  IEEE 754在标识符点数时, 每个浮点数均由3个部分组成:符号位S,指数部分E和尾数部分M。
  浮点数可采用以下四种基本格式:
  (1)单精度格式(32位):E=8位,M=23位。
  (2)扩展单精度格式:E≥11位,M≥31位。
  (3)双精度格式(64)位:E=11位,M=52位。
  (4)扩展双精度格式(64位):E≥15位,M≥63位。
  其中,单精度格式(32位)中的阶码为8位, 另有一位尾数的符号位S,处在最高位。


表示范围:
它的范围在负数的时候是从 -3.402823E38 到 -1.401298E-45,
而在正数的时候是从 1.401298E-45 到 3.402823E38 。
有效数字:
尾数23,2^23=8388608,所以有效数字是七位,但是只能保证6位,因为7位表示不了全部。
C++ primer也是这样说的,float只能保证6位有效数字,double保证10位(第四版P32)。

ps:当初研究浮点型是为了一道题:

在进行数值计算时,如果某计算工具具有7位有效数字(如程序设计语言中的单精度运算),则在计算下列三个量
  A=1012,B=1,C=-1012
  的和时,如果采用不同的运算顺序,就会得到不同的结果,即
  A+B+C=1012+1+(-1012)=0
  A+C+B=1012+(-1012)+1=1
  而在数学上,A+B+C与A+C+B是完全等价的。因此,算法与计算公式是有差别的。在设计一个算法时,必须要考虑它的可行性,否则是不会得到满意结果的。

现在这道题暂时还没有解决。。。百度上有人回答了这个问题,但是我不理解,先贴出来吧

你没弄清有效数字的定义。7位有效数字,意思是float转成十进制之后只有前面7个数字是有效的,但不是说刚好会转成7个数字。这其实就是浮点数和定点数的区别。
你的a是pow(10,12),b是1,那么a+b其实已经脱离了float能精确表示的范围。也就是说,a+b的行为是不确定的,有可能完全等于a,也可能不等于a,两种情况都属正常。

ps:明白了,是有效位数的问题:
a = 10^12 = 1000000000000, b = 1 ,c = -10^12 = -1000000000000;
a+b=1000000000001,单精度浮点数的精度保证为6位(此处可以存7位,超3402823就只能保留6位了,详细看上面解释),所以a+b=1000000 * 10^6 则a+b约等于a;
之后的解释就明了了,略去咯。


以上内容部分摘自互联网http://zhidao.baidu.com/question/37438761
http://www.hudong.com/wiki/%E5%8D%95%E7%B2%BE%E5%BA%A6
http://baike.baidu.com/view/1007029.htm
http://topic.csdn.net/u/20081007/23/15f9cef9-04a8-4b85-b748-c870b99d3ff0.html
http://zhidao.baidu.com/question/246749897.html?fr=qrl&cid=93&index=2