C语言进阶---深度剖析数据在内存中的存储2

浮点型在内存中的存储

常见的浮点数：
3.1415926
1E10
float家族包括 float、double、long double(C99引入).
浮点数表示的范围由float.h定义

例

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; 
 }

输出和你想出的结果一样吗？是不是很出乎意料。
到底是为什么呢？我们来讲讲浮点数的存储和取出。

浮点数存储规则

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？
要理解这个结果，一定要搞懂浮点数在计算机内部的表示方法。
详细解读：
根据国际标准IEEE（电气和电子工程协会） 754，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。
例如：

float f = 5.0f;
//101.0 - 二进制
//相当于(-1)^0 * 1.01 * 2^2

其中S=0 E=2 M=1.01

float f = -5.0f;
//-101.0
//相当于(-1)^1 * 1.01 * 2^2

其中S=1 E=2 M=1.01
IEEE 754规定：
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

IEEE 754对有效数字M和指数E，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；
加粗样式对于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。
我们来看例子加深记忆：

浮点数取出

分3种情况：
1.

2.

3.

回头再看：

int main()
{
	 int n = 9;
	 float *pFloat = (float *)&n;
1.	 printf("n的值为：%d\n",n);
2. 	 printf("*pFloat的值为：%f\n",*pFloat);
 	*pFloat = 9.0;
3.	 printf("num的值为：%d\n",n);
4.	 printf("*pFloat的值为：%f\n",*pFloat);
	 return 0; 
 }

1.打印 9 没有问题
2.打印 0

3.


4.打印 9.0 应该没有问题

好了以上为今日分享，感谢大家的浏览，请大家多多斧正。