浮點數(shù)在計算機(jī)中的存儲

浮點型變量在計算機(jī)內(nèi)存中占用4字節(jié)(Byte),即32-bit许蓖。遵循IEEE-754格式標(biāo)準(zhǔn)令杈。
一個浮點數(shù)由2部分組成:底數(shù)m 和 指數(shù)e叔汁。
±m(xù)antissa × 2exponent
(注意孙援,公式中的mantissa 和 exponent使用二進(jìn)制表示)
底數(shù)部分 使用2進(jìn)制數(shù)來表示此浮點數(shù)的實際值。
指數(shù)部分 占用8-bit的二進(jìn)制數(shù)熊镣,可表示數(shù)值范圍為0-255卑雁。 但是指數(shù)應(yīng)可正可負(fù)绪囱,所以IEEE規(guī)定测蹲,此處算出的次方須減去127才是真正的指數(shù)。所以float的指數(shù)可從 -126到128.
底數(shù)部分實際是占用24-bit的一個值毕箍,由于其最高位是e位 弛房,所以最高位省去不存儲道盏,在存儲中只有23-bit而柑。
到目前為止文捶, 底數(shù)部分 23位 加上指數(shù)部分 8位 使用了31位。那么前面說過媒咳,float是占用4個字節(jié)即32-bit,那么還有一位是干嘛用的呢粹排? 還有一位,其實就是4字節(jié)中的最高位涩澡,用來指示浮點數(shù)的正負(fù)顽耳,當(dāng)最高位是1時,為負(fù)數(shù)妙同,最高位是0時射富,為正數(shù)。
浮點數(shù)據(jù)就是按下表的格式存儲在4個字節(jié)中:
Address+0 Address+1 Address+2 Address+3
Contents SEEE EEEE EMMM MMMM MMMM MMMM MMMM MMMM S: 表示浮點數(shù)正負(fù)粥帚,1為負(fù)數(shù)胰耗,0為正數(shù)
E: 指數(shù)加上127后的值的二進(jìn)制數(shù)
M: 24-bit的底數(shù)(只存儲23-bit)
主意:這里有個特例,浮點數(shù) 為0時芒涡,指數(shù)和底數(shù)都為0柴灯,但此前的公式不成立。因為2的0次方為1费尽,所以赠群,0是個特例。當(dāng)然旱幼,這個特例也不用人為去解決查描,編譯器會自動去識別。

  通過上面的格式速警,我們下面舉例看下4.5在計算機(jī)中存儲的具體數(shù)據(jù):
                Address+0                 Address+1               Address+2            Address+3

Contents 0x40 0x90 0x00 0x00 接下來我們驗證下上面的數(shù)據(jù)表示的到底是不是4.5叹誉,從而也看下它的轉(zhuǎn)換過程。
由于浮點數(shù)不是以直接格式存儲闷旧,他有幾部分組成长豁,所以要轉(zhuǎn)換浮點數(shù),首先要把各部分的值分離出來忙灼。
Address+0 Address+1 Address+2 Address+3
格式 SEEEEEEE EMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM
二進(jìn)制 01000000 10010000 00000000 00000000
16進(jìn)制 40 90 00 00
可見:
S: 為0匠襟,是個正數(shù)。
E:為 10000001 轉(zhuǎn)為10進(jìn)制為129该园,129-127=2酸舍,即實際指數(shù)部分為2。
M:為 00100000000000000000000里初。 這里啃勉,在底數(shù)左邊省略存儲了一個1,使用 實際底數(shù)表示為 1.00100000000000000000000
到此双妨,我們吧三個部分的值都拎出來了淮阐,現(xiàn)在叮阅,我們通過指數(shù)部分E的值來調(diào)整底數(shù)部分M的值。調(diào)整方法為:如果指數(shù)E為負(fù)數(shù)泣特,底數(shù)的小數(shù)點向左移浩姥,如果指數(shù)E為正數(shù),底數(shù)的小數(shù)點向右移状您。小數(shù)點移動的位數(shù)由指數(shù)E的絕對值決定勒叠。
這里,E為正2膏孟,使用向右移2為即得:
100.100000000000000000000
至次眯分,這個結(jié)果就是4.5的二進(jìn)制浮點數(shù),將他換算成10進(jìn)制數(shù)就看到4.5了柒桑,如何轉(zhuǎn)換颗搂,看下面:
小數(shù)點左邊的100 表示為 (1 × 22) + (0 × 21) + (0 × 20), 其結(jié)果為 4。
小數(shù)點右邊的 .100… 表示為 (1 × 2-1) + (0 × 2-2) + (0 × 2-3) + ... 幕垦,其結(jié)果為.5 丢氢。
以上二值的和為4.5, 由于S 為0先改,使用為正數(shù)疚察,即4.5 。
所以仇奶,16進(jìn)制 0x40900000 是浮點數(shù) 4.5 貌嫡。

上面是如何將計算機(jī)存儲中的二進(jìn)制數(shù)如何轉(zhuǎn)換成實際浮點數(shù),下面看下如何將一浮點數(shù)裝換成計算機(jī)存儲格式中的二進(jìn)制數(shù)该溯。
舉例將17.625換算成 float型岛抄。
首先,將17.625換算成二進(jìn)制位:10001.101 ( 0.625 = 0.5+0.125, 0.5即 1/2, 0.125即 1/8 如果不會將小數(shù)部分轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制狈茉,請參考其他書籍夫椭。) 再將 10001.101 向右移,直到小數(shù)點前只剩一位 成了 1.0001101 x 2的4次方(因為右移了4位)氯庆。此時 我們的底數(shù)M和指數(shù)E就出來了:
底數(shù)部分M蹭秋,因為小數(shù)點前必為1,所以IEEE規(guī)定只記錄小數(shù)點后的就好堤撵,所以此處底數(shù)為 0001101 仁讨。
指數(shù)部分E,實際為4实昨,但須加上127洞豁,固為131,即二進(jìn)制數(shù) 10000011
符號部分S,由于是正數(shù)丈挟,所以S為0.
綜上所述闰挡,17.625的 float 存儲格式就是:
0 10000011 00011010000000000000000
轉(zhuǎn)換成16進(jìn)制:0x41 8D 00 00
所以,一看礁哄,還是占用了4個字節(jié)。

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
  • 序言:七十年代末溪北,一起剝皮案震驚了整個濱河市桐绒,隨后出現(xiàn)的幾起案子,更是在濱河造成了極大的恐慌之拨,老刑警劉巖茉继,帶你破解...
    沈念sama閱讀 207,248評論 6 481
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件,死亡現(xiàn)場離奇詭異蚀乔,居然都是意外死亡烁竭,警方通過查閱死者的電腦和手機(jī),發(fā)現(xiàn)死者居然都...
    沈念sama閱讀 88,681評論 2 381
  • 文/潘曉璐 我一進(jìn)店門吉挣,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來派撕,“玉大人,你說我怎么就攤上這事睬魂≈蘸穑” “怎么了?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 153,443評論 0 344
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵氯哮,是天一觀的道長际跪。 經(jīng)常有香客問我,道長喉钢,這世上最難降的妖魔是什么姆打? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 55,475評論 1 279
  • 正文 為了忘掉前任,我火速辦了婚禮肠虽,結(jié)果婚禮上幔戏,老公的妹妹穿的比我還像新娘。我一直安慰自己税课,他們只是感情好评抚,可當(dāng)我...
    茶點故事閱讀 64,458評論 5 374
  • 文/花漫 我一把揭開白布。 她就那樣靜靜地躺著伯复,像睡著了一般慨代。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上啸如,一...
    開封第一講書人閱讀 49,185評論 1 284
  • 那天侍匙,我揣著相機(jī)與錄音,去河邊找鬼。 笑死想暗,一個胖子當(dāng)著我的面吹牛妇汗,可吹牛的內(nèi)容都是我干的。 我是一名探鬼主播说莫,決...
    沈念sama閱讀 38,451評論 3 401
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼杨箭,長吁一口氣:“原來是場噩夢啊……” “哼!你這毒婦竟也來了储狭?” 一聲冷哼從身側(cè)響起互婿,我...
    開封第一講書人閱讀 37,112評論 0 261
  • 序言:老撾萬榮一對情侶失蹤,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎辽狈,沒想到半個月后慈参,有當(dāng)?shù)厝嗽跇淞掷锇l(fā)現(xiàn)了一具尸體,經(jīng)...
    沈念sama閱讀 43,609評論 1 300
  • 正文 獨居荒郊野嶺守林人離奇死亡刮萌,尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內(nèi)容為張勛視角 年9月15日...
    茶點故事閱讀 36,083評論 2 325
  • 正文 我和宋清朗相戀三年驮配,在試婚紗的時候發(fā)現(xiàn)自己被綠了。 大學(xué)時的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片着茸。...
    茶點故事閱讀 38,163評論 1 334
  • 序言:一個原本活蹦亂跳的男人離奇死亡壮锻,死狀恐怖,靈堂內(nèi)的尸體忽然破棺而出涮阔,到底是詐尸還是另有隱情躯保,我是刑警寧澤,帶...
    沈念sama閱讀 33,803評論 4 323
  • 正文 年R本政府宣布澎语,位于F島的核電站途事,受9級特大地震影響,放射性物質(zhì)發(fā)生泄漏擅羞。R本人自食惡果不足惜尸变,卻給世界環(huán)境...
    茶點故事閱讀 39,357評論 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望减俏。 院中可真熱鬧召烂,春花似錦、人聲如沸娃承。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 30,357評論 0 19
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽历筝。三九已至酗昼,卻和暖如春,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間梳猪,已是汗流浹背麻削。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 31,590評論 1 261
  • 我被黑心中介騙來泰國打工, 沒想到剛下飛機(jī)就差點兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道東北人呛哟。 一個月前我還...
    沈念sama閱讀 45,636評論 2 355
  • 正文 我出身青樓叠荠,卻偏偏與公主長得像,于是被迫代替她去往敵國和親扫责。 傳聞我的和親對象是個殘疾皇子榛鼎,可洞房花燭夜當(dāng)晚...
    茶點故事閱讀 42,925評論 2 344

推薦閱讀更多精彩內(nèi)容