浮点数在内存中的存储方式
2014-01-16 19:18
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浮点数保存的字节格式如下:
地址 +0 +1 +2 +3
内容 SEEE EEEE EMMM MMMM MMMM MMMM MMMM MMMM
这里
S 代表符号位,1是负,0是正
E 偏移127的幂,二进制阶码=(EEEEEEEE)-127。
M 24位的尾数保存在23位中,只存储23位,最高位固定为1。此方法用最较少的位数实现了
较高的有效位数,提高了精度。
零是一个特定值,幂是0 尾数也是0。
浮点数-12.5作为一个十六进制数0xC1480000保存在存储区中,这个值如下:
地址 +0 +1 +2 +3
内容0xC1 0x48 0x00 0x00
浮点数和十六进制等效保存值之间的转换相当简单。下面的例子说明上面的值-12.5如何转
换。
浮点保存值不是一个直接的格式,要转换为一个浮点数,位必须按上面的浮点数保存格式表
所列的那样分开,例如:
地址 +0 +1 +2 +3
格式 SEEE EEEE EMMM MMMM MMMM MMMM MMMM MMMM
二进制 11000001 01001000 00000000 00000000
十六进制 C1 48 00 00
从这个例子可以得到下面的信息:
符号位是1 表示一个负数
幂是二进制10000010或十进制130,130减去127是3,就是实际的幂。
尾数是后面的二进制数10010000000000000000000
在尾数的左边有一个省略的小数点和1,这个1在浮点数的保存中经常省略,加上一个1和小数
点到尾数的开头,得到尾数值如下:
1.10010000000000000000000
接着,根据指数调整尾数.一个负的指数向左移动小数点.一个正的指数向右移动小数点.因为
指数是3,尾数调整如下:
1100.10000000000000000000
结果是一个二进制浮点数,小数点左边的二进制数代表所处位置的2的幂,例如:1100表示
(1*2^3)+(1*2^2)+(0*2^1)+(0*2^0)=12。
小数点的右边也代表所处位置的2的幂,只是幂是负的。例如:.100...表示(1*2^(-1))+
(0*2^(-2))+(0*2^(-2))...=0.5。
这些值的和是12.5。因为设置的符号位表示这数是负的,因此十六进制值0xC1480000表示-
12.5。
下面给个例子
#include <stdio.h>
union
{
float f;
unsigned char h[4];
}FloatData ;
int main()
{
float temp = 0;
printf("请输入一个数,输入100表示结束:");
scanf("%f",&temp); // VC9中最好写成scanf_s("%f",&temp);
FloatData.f = temp;
printf("%f在内存中的存放为:%2x %2x %2x %2x\n",FloatData .f, FloatData .h[0], FloatData .h[1], FloatData .h[2], FloatData .h[3]);
return 0;
}
注:测试程序进行了小的修改,已经在VC9和codeblock上测试通过。
另:共用体(Union)表示同一数据的多种不同表示形式,Union占用其中数据长度最大的数据的空间,但其中存储的数据由用户赋值时指定,只能指定一个数据而不是多个。比如在上述程序中,共用体FloatData被赋值为浮点数temp,而也可以以无符号整型数组的方式输出。
地址 +0 +1 +2 +3
内容 SEEE EEEE EMMM MMMM MMMM MMMM MMMM MMMM
这里
S 代表符号位,1是负,0是正
E 偏移127的幂,二进制阶码=(EEEEEEEE)-127。
M 24位的尾数保存在23位中,只存储23位,最高位固定为1。此方法用最较少的位数实现了
较高的有效位数,提高了精度。
零是一个特定值,幂是0 尾数也是0。
浮点数-12.5作为一个十六进制数0xC1480000保存在存储区中,这个值如下:
地址 +0 +1 +2 +3
内容0xC1 0x48 0x00 0x00
浮点数和十六进制等效保存值之间的转换相当简单。下面的例子说明上面的值-12.5如何转
换。
浮点保存值不是一个直接的格式,要转换为一个浮点数,位必须按上面的浮点数保存格式表
所列的那样分开,例如:
地址 +0 +1 +2 +3
格式 SEEE EEEE EMMM MMMM MMMM MMMM MMMM MMMM
二进制 11000001 01001000 00000000 00000000
十六进制 C1 48 00 00
从这个例子可以得到下面的信息:
符号位是1 表示一个负数
幂是二进制10000010或十进制130,130减去127是3,就是实际的幂。
尾数是后面的二进制数10010000000000000000000
在尾数的左边有一个省略的小数点和1,这个1在浮点数的保存中经常省略,加上一个1和小数
点到尾数的开头,得到尾数值如下:
1.10010000000000000000000
接着,根据指数调整尾数.一个负的指数向左移动小数点.一个正的指数向右移动小数点.因为
指数是3,尾数调整如下:
1100.10000000000000000000
结果是一个二进制浮点数,小数点左边的二进制数代表所处位置的2的幂,例如:1100表示
(1*2^3)+(1*2^2)+(0*2^1)+(0*2^0)=12。
小数点的右边也代表所处位置的2的幂,只是幂是负的。例如:.100...表示(1*2^(-1))+
(0*2^(-2))+(0*2^(-2))...=0.5。
这些值的和是12.5。因为设置的符号位表示这数是负的,因此十六进制值0xC1480000表示-
12.5。
下面给个例子
#include <stdio.h>
union
{
float f;
unsigned char h[4];
}FloatData ;
int main()
{
float temp = 0;
printf("请输入一个数,输入100表示结束:");
scanf("%f",&temp); // VC9中最好写成scanf_s("%f",&temp);
FloatData.f = temp;
printf("%f在内存中的存放为:%2x %2x %2x %2x\n",FloatData .f, FloatData .h[0], FloatData .h[1], FloatData .h[2], FloatData .h[3]);
return 0;
}
注:测试程序进行了小的修改,已经在VC9和codeblock上测试通过。
另:共用体(Union)表示同一数据的多种不同表示形式,Union占用其中数据长度最大的数据的空间,但其中存储的数据由用户赋值时指定,只能指定一个数据而不是多个。比如在上述程序中,共用体FloatData被赋值为浮点数temp,而也可以以无符号整型数组的方式输出。
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