一、原理简介
- 计算机在执行程序的时候,组成程序的指令和程序锁操作的数据都必须存储在某个地方,这个地方就是计算机的内存,也称为RAM。可以将计算机的RAM想象一排井然有序的盒子。每个盒子都有两个状态:满为1,空为0.每个盒子称为一个位(bit)。每8个位组成一个字节,在计算机中,一个英文字母占一个字节,一个中文汉字占两个字节。
- 计算机中常用的单位是千字节(KB),兆字节(MB),千兆字节(GB)。1KB = 1024bit,1MB = 1024KB,1GB = 1024MB。
- 具体编译系统分配给不同数据类型的内存空间由编译器决定,可在编译器中由
sizeOf()
函数查看。
二、规范化的指数形式
- 在指数形式的多种表示方式中把小树部分中小数点钱的数字为0,小数点后第一位数字不为0的表示形式称为规范化的指数形式,如0.43242*10^1就是4.3242的规范化的指数形式。一个实数只有一个规范化的指数形式。
- 浮点数包括:float(单精度)、double(双精度)、long double(长双精度)。
三、关于溢出问题
- 以float举例,
在内存中分配4个字节(32位),但是4个字节有多少给小数,有多少给指数,是由c语言编译系统自定的。
- 用
FLT_MIN
、FLT_MAX
查询最大值最小值。
四、C/C++浮点数载内存中的存储方式
- 目前所有C/C++编译器都是采用
IEEE754
所指定的标准浮点格式,即二进制科学表示法。 - 在二进制科学表示法中,
S = M*2^N
主要由三部分构成:符号位 + 阶码(N)+尾数(M)
。对于 float 型数据,其二进制有32位,其中符号位1位,阶位8位,尾数23位;对于 double 型数据,其二进制为64位,符号位1位,阶位11位,尾数52位。- 符号位:0表示正,1表示负。
- 阶码:这里阶码采用
移码表示
,对于float型数据其规定偏置量为127,阶码有正有负,对于8位二进制,其表示范围为-128127,double型规定为1023,其表示范围为-10241023.比如对于 float 型数据,若阶码的真实值为 2,则加上127后为129,其阶码表示形式为1000010. - 尾数:有效数字位,即部分二进制位(小数点后面的二进制位),因为规定M的整数部分恒为1,所以这个1就不进行存储了。
- 举例说明:
- float型数据125.5转换为标准浮点格式
- 计算125.5的二进制
125/2 = 62...1
62 /2 = 31...0
31 /2 = 15...1
15 /2 = 7 ...1
7 /2 = 3 ...1
3 /2 = 1 ...1
1
整数125二进制表示形式为:1111101
0.5*2 = 1
小数部分0.5的二进制表示形式为:1
125.5的二进制表示形式为:1111101.1 - 由于规定尾数的证书部分恒为1,则表示为
1.1111011*2^6
,阶码为6,6+127 = 133
,则表示为10000101,而对于尾数将整数部分1去掉,为1111011
,在其后面补0使其位数达到23位,则为11110110000000000000000。 - 二进制表示为0 10000101 11110110000000000000000 在内存中的存放方式:
00000000 低地址
00000000
11111011
01000010 高地址
- 反过来根据二进制计算浮点数:
0 10000101 11110110000000000000000- 符号位为0,则为证书。
- 阶码为133-127 = 6
- 尾数为1111011
- 大小为1.1111011*2^6,得到1111101.1,十进制为125.5.
- 根据以上信息我们可以大约估计float的最大取值:
1.11111111111111111111111 * 2^127 = 3.4 * 10^38
----------- 小数位23个1-----------