计算机存储数据的方式(2)

根据IEEE 754标准,浮点数的表示形式如下:



S为数的符号位

    第一个域:为符号域。其中0 表示数值为正数,而 1 则表示负数。


P为阶码,通常用移码表示

    第二个域为指数域,对应于我们之前介绍的二进制科学计数法中的指数部分。

    指数阈:通常使用移码表示:

   (移码和补码只有符号位相反,其余都一样。对于正数而言,原码、反码和补码都一样;对于负数而言,补码就是其绝对值的原码全部取反,然后加1(不包括符号位))。

     其中单精度数为 8 位,双精度数为 11 位。以单精度数为例,8 位的指数为可以表达 0 到 255 之间的 255 个指数值。

     但是,指数可以为正数,也可以为负数。

     为了处理负指数的情况,实际的指数值按要求需要加上一个偏差(Bias)值作为保存在指数域中的值,单精度数的偏差值为 127(0-111 1111)(8位),而双精度数的偏差值为 1023(0-1 1111 1111)(10位)。

      比如,单精度的实际指数值 0在指数域中将保存为 127;而保存在指数域中的 64 则表示实际的指数值 -63。偏差的引入使得对于单精度数,实际可以表达的指数值的范围就变成 -127 到 128 之间(包含两端)[-127, 128]。

M为尾数,用原码表示。

      图例中的第三个域为尾数域,其中单精度数为 23 位长,双精度数为 52 位长。

      除了我们将要讲到的某些特殊值外,IEEE 标准要求浮点数必须是规范的。

      这意味着尾数的小数点左侧必须为 1,因此我们在保存尾数的时候,可以省略小数点前面这个 1,从而腾出一个二进制位来保存更多的尾数。这样我们实际上用 23 位长的尾数域表达了 24 位的尾数。

        比如对于单精度数而言,二进制的 1001.101(对应于十进制的 9.625)可以表达为 1.001101 × 23,所以实际保存在尾数域中的值为 00110100000000000000000,即去掉小数点左侧的 1,并用 0 在右侧补齐。

目前,计算机中主要使用三种形式的IEEE 754浮点数,如下表所示


举例


下面举例说明27.0f在二进制文件中怎么表示。

float共计32位,折合4字节

由最高到最低位分别是第31、30、29、……、0位

31位是符号位,1表示该数为负,0反之。

30-23位,一共8位是指数位。

22-0位,一共23位是尾数位。

每8位分为一组,分成4组,分别是A组、B组、C组、D组。

每一组是一个字节,在内存中逆序存储,即:DCBA

27.0表示成二进制为:11011.0

用科学计数法表示为1.110110*2^4,现在我们要的尾数和指数都出来了。

尾数为:1101 10 (删除前面的第一个1,因为用科学计数法表示,二进制中第一个永远都为1,计算机在存储的时候就没有存储这个1,只存储小数点后面的位数)   不足23位,补0,就是1011 0000 0000 0000 0000 000(23位)

指数:为4 。一共8位,可以表示范围是0 ~ 255的无符号整数,也可以表示-128~127的有符号整数。但因为指数是可以为负的,所以为了统一把十进制的整数化为二进制时,都先加上127。

所以:4+127=131  变成二进制就是10000011

27.0用二进制表示就是:

加上第31位的符号位0

就是0100 0001 1101 1000 0000 0000 0000 0000

十六进制就是:41 D8 00 00

再看一个数27.5,二进制为11011.1

1.10111*2^4

尾数(小数点后的数)10111,补够23位 1011 1000 0000 0000 0000 000

指数:4,加上127,就是131,二进制1000 0011

用二进制表示就是 (符号数位1位)0 (指数位8位)1000 0011 (尾数位23位)1011 1000 0000 0000 0000 000

写成二进制标准形式:0100 0001 1101 1100 0000 0000 0000 0000

写成16进制就是41 DC 00 00

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 212,080评论 6 493
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,422评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 157,630评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,554评论 1 284
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,662评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,856评论 1 290
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,014评论 3 408
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,752评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,212评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,541评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,687评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,347评论 4 331
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,973评论 3 315
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,777评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,006评论 1 266
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,406评论 2 360
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,576评论 2 349

推荐阅读更多精彩内容