C++ float类型内存分布 6位有效数字

这篇博客详细介绍了浮点数在计算机中的表示方式,包括IEEE 754标准的浮点数格式。内容涵盖了浮点数的结构,如1个符号位,8个指数位和23个数值位,以及它们如何组合来表示不同的数值。还讨论了特殊数值如0、无穷大和NaN的表示,并提到浮点数的有效数字通常只有6位,原因是指数和数值位的组合限制了精度。此外,提到了浮点数的解析过程以及与十进制数精度的关系,但未展开详细解释。

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今天听到浮点数float的前6位有效的说法,一脸懵逼,浮点数占32位空间,为什么只有前6位是有效的?

float的存储规则

float是IEEE标准格式,其表示数值用类似科学计数法表示,±x*2^n(注意是2的n次方,不是10),±由符号位计算出来,x由数值位计算出来,n由指数位计算出来。总共32位, 如下图,
在这里插入图片描述

1个符号位

1:负数,0:正数

8个指数位,

8bit能表示的范围是0~255,因为指数有负数,所以取01111111b(127)为指数0,以此为基准加减,所以指数范围是(0~255) - 127 = (-127 ~128);

23个数值位

用定点数表示小数,23位都是小数,整数默认为1;(定点数不懂的参考连接(待写))
举个例子23个数值位是111 0000 0000 0000 0000 0000, 用定点数表示小数解析,它的值是2^(-1) + 2^(-2) + 2^(-3) = 1/2 + 1/4 + 1/8 = 7/8,加上默认的整数位1,就等于15/8,所以解析浮点数的时候,这个数值位代表的就是15/8;

特殊数值

指数位最小为-127(0000 0000b), 数值为最小为1, 它能表示的最小绝对值是 1*2^(-127)。但是我们经常要表示0, 所以规定,当指数位和数值位都为(0000…0000)时,表示0;
当指数为(1111 1111b)(128)时,数值位为(000 …0000)时,表示无穷大;
当指数为(1111 1111b)(128)时,数值位不为(000 …0000)时,表示nan(not a number);

浮点数的解析
指数位计算的值左右移动数值位的小数点位数。

为什么浮点数6位有效数字
浮点数精度跟十进制数的关系(没搞明白) 待补充
先把十进制数转成定点数表示,然后把小数点移动到第二进制数后面,移动的位数计入指数位,小数点后的二进制数就是数值位。

代码验证:
待补充

浮点数运算:
待补充

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