C语言浮点型数据在内存中的存储及取出等的介绍

本文主要是介绍C语言浮点型数据在内存中的存储及取出等的介绍，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

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前言

C语言浮点型数据在内存中的存储及取出、有关案例等的介绍

一、浮点型在内存中的存储

• 浮点型数据的范围是在 float.h 头文件中定义的。
• 整型的数据的范围是在 limits.h 头文件中定义的。

二、浮点数存储规则

• 浮点数的二进制位中，小数点后面数字的权重从2^-1 ----> 2^-2 ------>…等逐渐变化。

• 因此若表示5.5 则二进制表示方法位 101.1, 即为5.5。

• 但是，若表示5.6，101.11大于5.6， 101.101也大于5.6。

• 所以表示5.6 需要很多位0或1来凑，所以浮点数不能精确表示有些值，只能近似表示。
  

• IEEE 754 规定

• 任何一个浮点数都可以表示成 -1^S × M × 2^E 。

• S 若为0， 则为正数，若为1，则为负数

• E指的是把M表示成科学计数法，小数点移动的位数， 类似于10进制科学计数法

• M是一个 大于等于1并且小于 2 的数字

• 所以浮点数在内存中存储的是 S M E 相关的值

三、浮点数在内存中的存储（32位）float类型

• 最高位存储 S 即符号位
• 中间8位存储E的值
• E 是一个无符号整型的值，float类型范围为0 - 255，但是实际情况中E的值可能为负。
• 所以 标准规定，存入E的值时，用 E 的值 加 中间数来进行修正
• float 类型的中间数是 127.
• M 是有效数字在1 - 2 之间
• 但是存储时，只存储小数点后面的，不存储1，在使用时加上1即可。

四、浮点数在内存中的存储（64位）double类型

• 最高位存储 S 即符号位
• 中间11位存储E的值
• E 是一个无符号整型的值，double类型范围为0 - 2047，但是实际情况中E的值可能为负。
• 所以 标准规定，存入E的值时，用 E 的值 加 中间数来进行修正
• double 类型的中间数是 1023.
• M 是有效数字在1 - 2 之间
• 但是存储时，只存储小数点后面的，不存储1，在使用时加上1即可。

五、指数E从内存中取出分成三种情况

1. E不全为0或不全为1

• 这是浮点数就采用如下规则
• 指数E的计算值减去127（或1023），得到真实值，再将有效数字M前加上第一位1。
• 例如

5.5 二进制位 101.1
表示成标准形式为 -1^0 * 1.011 * 2^2
- 存入数据时：存入S 为 0存入的E为 2 + 127 = 129 二进制为 10000001存入M为 011 但需要在后面进行补0，至23位或52位即 01100000000000000000000所以存入的数据表示为0 10000001 01100000000000000000000E 的部分不全为0 或不全为1
- 取出数据时：S 不变 S = 0E 由存入的计算值减127得到真实值 2 M 加上 1 即 1.01100000000000000000000所以取出为-1^0 * 1.01100000000000000000000 * 2^2 // 5.5

2. E全为0

• 存入的E 全为0，则说明，标准形式中2 的指数非常接近 -127，说明此时的数字非常小。
• 所以标准规定 此时 E 为 1-127（或1 - 1023），M不再加上第一位的1，而是直接还原为0.xxxxxxx，表示**±0以及接近于0的很小的数字**。

3. E全为1

• 存入的E 全为1，则说明，标准形式中2 的指数非常接近 128，说明此时的数字非常大。
• 这时，如果有效数字M全为0， 表示±无穷大（正负取决于S）。

六、有关案例

#include <stdio.h>
int main()
{int n = 9;float* pFloat = (float*)&n;printf("n的值为: %d\n", n); // 9// 9 的二进制序列为// 00000000000000000000000000001001// 以浮点型取出// 0 00000000 00000000000000000000100// E 全为0 结果为 0.000000// 以浮点型进行存储// -1^0 * 1.001 * 2^3// 0 10000010 00100000000000000000000// 以整型打印// 01000001000100000000000000000000 // 一个很大的数// 以浮点型打印// -1^0 * 1.001 * 2^3 // 9.0printf("*pFloat的值为: %f\n", *pFloat);// 0.000000*pFloat = 9.0;printf("num的值为: %d\n", n); // 1091567616printf("*pFloat的值为: %f\n", *pFloat); // 9.000000return 0;
}

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总结

C语言浮点型数据在内存中的存储及取出、有关案例等的介绍

这篇关于C语言浮点型数据在内存中的存储及取出等的介绍的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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