浮點數小結

2021-10-08 12:09:43 字數 1296 閱讀 8359

浮點數是計算機內部儲存數值的一種方法。

計算機內部儲存數值如果按照一般儲存的方法,以32位為例,則最大值只能表示

1111…1111(32個)=232=4,294,967,296

而且這裡沒有考慮符號位和小數字。

如果用一位數表示符號位,並且再用一部分數表示小數字,那麼32位計算機一次能表示的數值範圍就會變得很小了。為了能夠用固定的位數表示足夠大範圍的資料,就引入了浮點數。

浮點數分為單精度浮點數(32位)和雙精度浮點數(64位)

單精度浮點數的表示範圍為 3.4e-38~3.4e+38

雙精度浮點數的表示範圍為 1.7e-308~1.7e+308

可見使用浮點數表示數的範圍比定點數大了許多。

浮點數如圖所示,以32位為列,用一位來表示符號位s,一部分位數表示指數字e,另一部分表示尾數字m。其表示方法類似於科學計數法,無論任何數都可以近似化成s(-1)×2e×1.***的形式(因為在2進製的體系中用2為基數,那麼底數增大或減小都相當於位的左移右移)

符號位:表示數的正負,0表示正數,1表示負數。

指數字:在32位的系統中,用8位表示指數,那麼8位的取值範圍為0~255,其中間數為127,因為指數中可能有負數,所以為了能夠表示負數,真實的基數需要減去固定值127。 (也可以空出一位專門表示基數字的符號位,其佔位和表示範圍不變)

尾數字:即1.***,表示數的具體的值樣。

規格化就是指將浮點數按照一定規則表示。由於浮點數m總是能寫成m=(-1)s(1.***)2e的形式。(通過小數點左移右移來完成)

故,我們稱尾數字為1.***x形式時,該浮點數就是規格化形式。

這樣尾數的第一位總是為1,這樣我們就可以省略第一位1,而只在尾數中保留小數點後的數值,來節省一位有效位來儲存資訊。(我在網上還見過規格化尾數為0.***的形式,但其實不論哪個道理都是一樣的)

以(+56)10在轉化成浮點數為列:

(+56)10=111000(2)=1.11× 25

尾數字:11000(省略最高位1)

指數字:階碼(5)10=(101)2, 還需要加上(01111)即結果為(10100)2(基數字需加上乙個中間數)

符號位:由於56為正數故符號位為0.

那麼最終浮點數的結果為:

0 000010100 1100……0000

最後讓我們欣賞下64位浮點數的表示方法:

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