了解二進位制浮點數運算

2021-08-19 23:37:39 字數 1034 閱讀 6545

所有的浮點數值計算都遵循ieee 754規範。

ieee 754規定了四種表示浮點數值的方式:單精確度(32位)、雙精確度(64位)、延伸單精確度(43位以上,很少使用)與延伸雙精確度(79位元以上,通常以80位元實做)。只有32位模式有強制要求,其他都是選擇性的。大部分程式語言都有提供ieee格式與算術,但有些將其列為非必要的。例如,ieee 754問世之前就有的c語言。ieee754標準包括ieee算術,但不算作強制要求(c語言的float通常是指ieee單精確度,而double是指雙精確度)。

表示位元的約定

我們將電腦上乙個長度為w的字(word)其中的位元,從記憶體位址低端到高階,以0到w−1的整數編碼,通常將記憶體位址低端的位寫在最右邊,以讓編號最小的位元與最低效位元(least significant bit或lsb,代表最小位數,改變時對數值影響最小的位元)一致。宣告這一點的必要性在於區分大端法和小端法,x86體系架構是小端序的資料儲存。

整體呈現

二進位制浮點數是以符號數值表示法格式儲存,將最高效位元指定為符號位元(sign bit);「指數部份」,即次高效的e位元,為浮點數中經指數偏差(exponent bias)處理過後的指數;「小數部份」,即剩下的f位元,為有效位數(significand)減掉有效位數本身的最高效位元。

32位單精度

單精度二進位制小數,使用32位儲存。

1 8 23 位長

+-+——–+———————–+

|s| exp | fraction |

+-+——–+———————–+

31 30 23 22 0 位編號 (從右邊開始為0)

偏正值 +127

64位雙精度

雙精度二進位制小數,使用64位儲存。

1 11 52 位長

+-+——–+———————–+

|s| exp | fraction |

+-+——–+———————–+

63 62 52 51 0 位編號 (從右邊開始為0)

偏正值 +1023

詳細介紹,請參考:

浮點數的二進位制

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