#浮点数在内存的存储
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#浮点数是什么?
#整形与浮点数存储的区别
#浮点数存储规则
前言
前面学习整形类型后,但这些规则却不适用浮点数存储,现在让我们探究浮点数如何在内存中存储
一、浮点数是什么?
我们可以理解为数学中的小数,只有少许不一样,
如:10^10在计算机中是用E10表示
10^-10在计算机中是用E-10表示
常见的浮点数:
3.14159
1E10
浮点数家族包括: float、double、long double 类型。
浮点数表示的范围:float.h中定义
二、整形与浮点数存储的区别
浮点数存储的例子:
int main()
{
int n = 9;
float *pFloat = (float *)&n;
printf("n的值为:%d\n",n);
printf("*pFloat的值为:%f\n",*pFloat);
*pFloat = 9.0;
printf("num的值为:%d\n",n);
printf("*pFloat的值为:%f\n",*pFloat);
return 0;
}
输出的结果是什么呢?

num 和 *pFloat 在内存中明明是同一个数,为什么浮点数和整数的解读结果会差别这么大?让我们看看浮点数的存储规则吧!
三、浮点数存储规则
1.存储规则
任意一个二进制浮点数V可以表示成下面的形式:
(-1)^S * M * 2^E
(-1)^S表示符号位,当S=0,V为正数;当S=1,V为负数。
M表示有效数字,大于等于1,小于2。
2^E表示指数位。
举例来说:
十进制的10.0,写成二进制是 1010.0 ,相当于 1.01×2^3 。
那么,按照上面V的格式,可以得出S=0,M=1.01,E=3。
十进制的-10.0,写成二进制是 -1010.0 ,相当于 -1.01×2^3。那么,S=1,M=1.01,E=3。
这样应该能理解浮点数表示形式了吧!
让我们在看看这样的浮点数如何存储在内存中:
对于 32位 的浮点数,最高的1位是符号位S,接着的8位是指数E,剩下的23位为有效数字M。
对于 64位 的浮点数,最高的1位是符号位S,接着的11位是指数E,剩下的52位为有效数字M。
对于有效数字M,还有一些特别规定:
前面说过, 1≤M<2 ,也就是说,M可以写成 1.xxxxxx 的形式,其中xxxxxx表示小数部分。
IEEE 754规定,在计算机内部保存M时,默认这个数的第一位总是1,因此可以被舍去,==只保存后面的
xxxxxx部分。
比如保存1.01的时候,只保存01,等到读取的时候,再把第一位的1加上去。这样做的目的,是节省1位有效数字。以32位浮点数为例,留给M只有23位,
将第一位的1舍去以后,等于可以保存24位有效数字。
至于指数E,情况就比较复杂:
首先,E为一个无符号整数(unsigned int)
这意味着,如果E为8位,它的取值范围为0-255;
如果E为11位,它的取值范围为0-2047。但是,我们
知道,科学计数法中的E是可以出现负数的,所以IEEE 754规定,存入内存时E的真实值必须再加上一个中间数,对于8位的E,这个中间数是127;
对于11位的E,这个中间数是1023。
比如,2^10的E是10,所以保存成32位浮点数时,必须保存成10+127=137,即10001001。
我们用10.0和-10.0举例:如图

2.对E特别规定/情况
E全为0
这时,浮点数的指数E等于1-127(或者1-1023)即为真实值,
有效数字M不再加上第一位的1,而是还原为0.xxxxxx的小数。这样做是为了表示±0,以及接近于0的很小的数字。
E全为1
这时,如果有效数字M全为0,表示±无穷大(正负取决于符号位s);
总结
以上就是我对于浮点数存储的全部理解,如有错误还望指出,感谢各位观看O(∩_∩)O~~
文章介绍了浮点数的概念,与整型数存储的区别,并详细解析了浮点数的存储规则,包括符号位、指数位和有效数字的表示方法。通过例子展示了IEEE754标准如何影响32位和64位浮点数的存储,以及特殊情况如E全为0和全为1时的含义。
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