【C语言】得到浮点数的二进制

浮点数在内存中的存储


本文主要介绍通过C语言来获得浮点数在内存中的实际存储方式。

    浮点数在内存中是按照IEEE754标准进行存储的,本文以单精度浮点型为例,也就是C语言中的float型,双精度存储原理与单精度的类似,只是位数长度不同。


IEEE754 单精度浮点型格式

float 型有32位,其中最高一位是符号位S,S=0 表示正数,S=1 表示负数。
最高位后面的8位是阶码E,剩下的23位为尾数部分M。
阶码E=指数真值e+127,这样使得阶码不为负数,方便了指数大小比较和运算时的对阶。
安装浮点数规格化的表示,尾数部分的最高有效位应该为1,也就是说,尾数部分M代表的真值为1.M。

S(符号位) E(阶码) M(尾数)
1位 8位 23位

按照IEEE754标准 0.75 的表示格式

(+0.75)10 = (+0.11)2

先规格化:+0.11 = +1.1 x 2-1

S = 0 ,

### C语言中负浮点数二进制表示方法 在C语言中,负浮点数遵循IEEE 754标准进行存储和表示。该标准定义了浮点数在计算机中的具体存储方式,包括符号位、指数部分以及尾数部分。 #### 符号位 对于任何浮点数,在IEEE 754标准下,最高有效位总是用于表示数值的正负。如果这一位为`0`,则表示正值;如果是`1`,则表示负值[^2]。 #### 单精度浮点数结构 单精度浮点数占用32位空间,其中: - **第1位**:符号位(S),决定数值是正还是负。 - **接下来的8位**:阶码(E),偏移量为127,实际指数值等于阶码减去127。 - **最后的23位**:尾数(M),也称为小数部分,隐含前导`1.`以构成完整的科学计数法形式。 例如,考虑一个简单的负浮点数 `-1.0` 的二进制表示过程: 1. 将绝对值 `1.0` 转化成二进制形式得到 `1.0`; 2. 移动小数点使得只有整数部分保留下来并记录移动次数作为指数e=0; 3. 添加偏差到原始指数值得到最终编码后的指数字段值 E=e+127=127; 4. 组合所有三个组成部分形成整个比特串 S:E:M=`1:01111111:00000000000000000000000`. 因此,按照上述规则计算得出的结果应该是这样的比特序列:`1 01111111 00000000000000000000000`, 这就是 -1.0 在 IEEE 754 标准下单精度下的二进制表现形式[^3]. 以下是将一个给定的负浮点数转换为其对应的二进制字符串的一个简单例子: ```c #include <stdio.h> #include <stdint.h> union FloatBits { float f; uint32_t i; }; void printBinary(uint32_t value){ for(int j = 31; j >=0 ; --j ){ putchar(((value >>j ) &1)?'1':'0'); } } int main(){ union FloatBits fb; fb.f=-5.0f; printf("-5.0 as binary:"); printBinary(fb.i); puts(""); return 0; } ``` 此程序通过联合体来访问同一内存位置的不同解释版本,从而可以方便地查看内部机器级表达式[^1].
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值