关于(int)&a 以及VC下float存储

本文深入探讨了浮点型与整型数据在计算机内存中的存储方式及其输出差异,详细解释了浮点数的IEEE-754标准,底数与指数的概念,并通过实例说明了如何通过强制类型转换来获取不同数据类型的底层表示。

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	float a = 1.0f;
	cout << (int)a << endl;
	cout << &a << endl
	cout << (int&)a << endl;
	cout << (int)&a << endl;
	cout << boolalpha << ((int)a == (int&)a) << endl;

	float b = 0.0f;
	cout << (int)b << endl;
	cout << &b << endl;
	cout << (int&)b << endl;
	cout << (int)&b << endl;
	cout << boolalpha << ((int)b == (int&)b) << endl << endl;

今天在程序员面试宝典上看到这道题,以前从来没见过(int&)a这种表达方式,经查询资料:

其实,(int&)a就是*(int*)(&a)

  1. 首先对float型变量取地址
  2. 强制类型转换为整型变量的地址(地址的值并没有变)
  3. 将该地址指向的变量输出(但是由于整型和浮点型数据存储方式的不同,输出结果是不同的)

下面说一下整型变量和浮点型变量的存储区别:

浮点型变量在计算机内存中占用4字节(Byte),即32-bit。遵循IEEE-754格式标准。
一个浮点数由2部分组成:底数m 和 指数e。
                          ±mantissa × 2exponent
(注意,公式中的mantissa 和 exponent使用二进制表示)
底数部分 使用2进制数来表示此浮点数的实际值。
指数部分 占用8-bit的二进制数,可表示数值范围为0-255。 但是指数应可正可负,所以IEEE规定,此处算出的次方须减去127才是真正的指数。所以float的指数可从 -126到128.
底数部分实际是占用24-bit的一个值,由于其最高位始终为 1 ,所以最高位省去不存储,在存储中只有23-bit。
到目前为止, 底数部分 23位 加上指数部分 8位 使用了31位。那么前面说过,float是占用4个字节即32-bit,那么还有一位是干嘛用的呢?   还有一位,其实就是4字节中的最高位,用来指示浮点数的正负,当最高位是1时,为负数,最高位是0时,为正数。
   浮点数据就是按下表的格式存储在4个字节中:
                         Address+0       Address+1            Address+2             Address+3
  Contents     SEEE EEEE     EMMM MMMM     MMMM MMMM     MMMM MMMM
      

      S: 表示浮点数正负,1为负数,0为正数
      E: 指数加上127后的值的二进制数
      M: 24-bit的底数(只存储23-bit)
主意:这里有个特例,浮点数 为0时,指数和底数都为0,但此前的公式不成立。因为2的0次方为1,所以,0是个特例。当然,这个特例也不用认为去干扰,编译器会自动去识别


 

 

下面以浮点数125.5为例来说明:

125二进制表示形式为1111101,小数部分表示为二进制为 1,则125.5二进制表示为1111101.1,由于规定尾数的整数部分恒为1,则表示为1.1111011*2^6,阶码为6,加上127为133,则表示为10000101,而对于尾数将整数部分1去掉,为1111011,在其后面补0使其位数达到23位,则为11110110000000000000000

则其二进制表示形式为

0 10000101 11110110000000000000000,则在内存中存放方式为:

  • 00000000   低地址
  • 00000000
  • 11111011
  • 01000010   高地址


附加一点:

printf的%f格式说明符不是用于float的,是用于double的!!printf是没有float的格式说明符的,在可变参数中填入的float,在入栈前都会被提升为double。而%lf中的l被忽略,行为与%f一样。 

printf的这些行为跟scanf是不同的,scanf中的%f才是用于float的,%lf用于double。这是两者的区别。 

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