浮点数在内存中的存储方式

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一、存储准则


二:浮点数的存储与读取方式


(一)将浮点数存储进内存


(二)将浮点数从内存中拿出


1.E不全为0或者不全为1


2.E全为0


3.E全为1


三、图解与举例


四、代码练习


一、存储准则

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。

二:浮点数的存储与读取方式

(一)将浮点数存储进内存

S:正数就是(-1)^0,负数则是(-1)^1。

M:M一定属于 [1,2) ,M中小数点前面必然是1,因此1存储在内存中无意义 (如果把1存储进内存反而多占了一位,会降低所保存数字的精度) 。其实只需要在内存中保存小数点后面的几位数字即可。

E:IEEE规定为E开辟的空间只可以存储无符号整数,但是实际上E却可能是负数,比如0.5。因此IEEE规定E的真实值必须加上一个中间值(8位的E中间值为127,11位的为1023),在读取这个浮点数时又重新减去再减去中间值。

(二)将浮点数从内存中拿出

1.E不全为0或者不全为1

S:直接拿出。

M:从内存中拿出后在前面加上1和小数点

E:减去中间值。

2.E全为0

E:E = 1-127 = -126(或者1-1023)

M:M前面不加1而是加0。

这样实际上是为了表示+-0与接近于0的很小的数字。

3.E全为1

S:直接拿出。

M:从内存中拿出后在前面加上1和小数点

E:减去中间值。

如果有效数字M全为0,表示±无穷大(正负取决于符号位s)

三、图解与举例

四、代码练习

练习题

底下这个代码输出结果是什么呢?

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;
}

答案

n的值为:9

*pFloat的值为:0.000000

num的值为:1091567616

*pFloat的值为:9.000000

请看下面解析

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
	int n = 9;
	//00000000000000000000000000001001 正数原码=反码=补码
	//0 00000000 00000000000000000001001
	//S    E             M\
	//E全为0,直接用1-127=-126
	//M = 0.00000000000000000001001
	//S = 0
	//(-1)^0 * 0.00000000000000000001001 * 2^(-126)
	//0.0000000000…………(很小的数字)
	//
	float *pFloat = (float *)&n;
	printf("n的值为:%d\n", n);//9
	printf("*pFloat的值为:%f\n", *pFloat);//0.0000000000…………(很小的数字)
	*pFloat = 9.0;
	//9.0
	//1001.0
	//1.001 * 2^3
	//(-1)^0 * 1.001 * 2^3
	//存取
	//S = 0
	//M = 1.001
	//E = 3
	//E =  3 +127 = 130
	//0 10000010 00100000000000000000000
	//本来以浮点数打印是没有问题的,但是这里却要求我们用整数的形式打印。
	//01000001000100000000000000000000
	//直接将这个二进制转换成十进制的整数
	//1,091,567,616
	printf("num的值为:%d\n", n);//1,091,567,616
	printf("*pFloat的值为:%f\n", *pFloat);//9.0
	system("pause");
	return 0;
}

​​​​​​​ 最后,浮点数的存储规则,你理解了吗?

有什么问题可以私信我哦,我们可以一起探讨。




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