C語言浮點數儲存方式

2022-06-10 22:15:19 字數 1520 閱讀 4709

對於浮點型別的資料採用單精度型別(float)和雙精度型別(double)來儲存,float資料占用 32bit,double資料占用 64bit.其實不論是float型別還是double型別,在計算機記憶體中的儲存方式都是遵從ieee的規範的,float 遵從的是ieee r32.24 ,而double 遵從的是r64.53。   

無論是單精度還是雙精度,在記憶體儲存中都分為3個部分:  

1) 符號位(sign):0代表正,1代表為負;  

2) 指數字(exponent):用於儲存科學計數法中的指數資料,並且採用移位儲存; 

3) 尾數部分(mantissa):尾數部分

其中float的儲存方式如下圖所示:

而雙精度的儲存方式為:

r32.24和r64.53的儲存方式都是用科學計數法來儲存資料的

用二進位制的科學計數法第一位都是1嘛,幹嘛還要表示呀?可以將小數點前面的1省略,所以23bit的尾數部分,可以表示的精度卻變成了 24bit,道理就是在這裡。

那24bit能精確到小數點後幾位呢,我們知道9的二進位制表示為1001,所以4bit能精確十進位制中的1位小數 點,24bit就能使float能精確到小數點後6位,而對於指數部分,因為指數可正可負,8位的指數字能表示的指數範圍就應該為:-127-128了, 所以指數部分的儲存採用移位儲存,儲存的資料為元資料+127。

下面就看看8.25和120.5在記憶體中真正的儲存方式: 

首先看下8.25,用二進位制的科學計數法表示為

:1.0001*2^3  按照上面的儲存方式,符號位為0,表示為正;指數字為3+127=130,位數部分為 1.00001,故8.25的儲存方式如下:  0xbffff380:    01000001000001000000000000000000 

分解如下:0--10000010--00001000000000000000000  

符號位為0,指數部分為10000010,位數部分為 00001000000000000000000 

同理,120.5在記憶體中的儲存格式如下:  0xbffff384:    01000010111100010000000000000000 

分解如下:0--10000101--11100010000000000000000  

那麼如果給出記憶體中一段資料,並且告訴你是單精度儲存的話,你如何知道該資料的十進位制數值 呢?其實就是對上面的反推過程,比如給出如下記憶體資料: 01000001001000100000000000000000 

第一步:符號位為0,表示是正數;  第二步:指數字為10000010,換算成十進位制為130,所以指數為130-127=3; 第三步:尾數字為01000100000000000000000,換算成十進位制為 (1+1/4+1/64); 所以相應的十進位制數值為:2^3*(1+1/4+1/64)=8+2+1/8=10.125

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