03-浮点数的秘密

注:博客中内容主要来自《狄泰软件学院》,博客仅当私人笔记使用。

测试环境:ubuntu 14.04

一、内存中的浮点数:

* 浮点数在内存的存储方式为:符号位、指数、尾数

类型 符号位 指数 尾数
float 1位(第31位) 8位(第23-30位) 23位(第0-22位)
double 1位(第63位) 11位(第52-62位) 52位(第0-51位)

float与double类型的数据在计算机内部的表示法是相同的,但由于所占存储空间的不同,其分别能够表示的数值范围和精度不同。

二、浮点数存储示例

1)浮点数的转换

a.将浮点数转换成二进制

b.用科学计数法表示二进制浮点数

c.计算指数偏移后的值

注意:计算指数是需要加上偏移量,而偏移量的值与类型有关。

示例:对于指数6,偏移后的值如下:

float:127+6->123             float偏移量:127

double:1023+6->1029    double偏移量:1023

三、10进制浮点数的内存表示

实数8.25的内存中float表示

*8.25的二进制表示:1000.01->1.00001*(2^3)

符号位:0

指数:127+3->130->10000010

小数:00001

*内存中8.25的float表示:

  0                 10000010 00001000000000000000000->0x41040000

编程实验
十进制浮点数的内存表示
3-1.c
#include <stdio.h>

int main()
{
    float f = 8.25;
    //为了打印浮点数16进制无符号格式,才使用指针
    unsigned int* p = (unsigned int*)&f;

    printf("0x%08X\n", *p);

    return 0;
}

操作:

1) gcc 3-1.c -o 3-1.out编译正确,打印结果:

0x41040000

分析:

        通过指针解引用,以16进制无符号格式打印浮点数数据在指针中存储数据格式。

四、有趣的问题

1)int类型的范围:-2^31——2^31-1

2)float类型的范围:-3.4*10^38——3.4*10*38

思考:

int和float都占4个字节的内存,为什么float却比int的范围大得多呢?

五、浮点类型的秘密

1)float能表示的具体数字的个数与int相同

2)float可表示的数字之间不是连续的,存在间隙

3)float只是一种近似的表示法,不能作为精确数使用

4)由于内存表示法相对复杂,float的运算速度比int慢得多(参照前边内存布局)

注意:

        double与float具有相同的内存表示法,因此double也不是精确的。由于double占用的内存较多,

所能表示的精度比float高。

实例分析
float类型的不精确示例
3-2.c
#include <stdio.h>

int main()
{
    float f = 3.1415f;
    float f1 = 123456789;

    printf("%0.10f\n", f);
    printf("%0.10f\n", f1);

    return 0;
}

操作:

1)gcc 3-2.c -o 3-2.out编译正确,打印结果:

3.1414999962                     实际值:3.1415

123456792.0000000000   实际值:123456789

小结:

* 浮点类型与整数类型的内存表示法不同

* 浮点类型的内存表示更复杂

* 浮点类型可表示的范围更大

* 浮点类型是一种不精确的类型

* 浮点类型的运算速度较慢

发布了40 篇原创文章 · 获赞 1 · 访问量 1786

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/piaoguo60/article/details/86762951