[C语言学习] 数据的存储：浮点型在内存中的存储

[C语言学习] 数据的存储：浮点型在内存中的存储

        浮点型分为单精度浮点型（float）和双精度浮点型（double），二者的精确范围不一样，在计算机存储中各占4字节和8字节。

        我们可以通过limits.h和float.h这两个头文件查看浮点型的精度和范围。

        要想弄清楚浮点型如何在内存中存储，以及float和double的区别。首先要明确以下几点。

        1.小数的二进制表示法。        如：十进制小数5.5 二进制表示为101.1

        2.浮点型在计算机中存储遵循IEEE 754（二进制浮点数算术标准）

        3.指数位决定取值范围，有效数字位决定计算精度

浮点数存储规则

        1.根据IEEE754标准，两种浮点型的格式参数如下

符号位（S）指数（E）有效数字（M）总位数单精度浮点型（flaot）1位8位23位32位双精度浮点型（double）1位11位52位64位

               符号位S与整型存储相同，1代表负数，0代表正数，不同的是，浮点型不存在原码，反                   码，补码的概念。

               对于指数E和有效数字M，我们知道，任意小数可以使用科学计数法表示：

               如十进制小数0.00005=5×10⁻⁵。同理，二进制小数101.1=1.011×2²

               那么，根据IEEE754规定，1.011就代表有效数字M，2²的指数2代表指数E。

格式参数的可视化形式：

        2.对于M和E，还有一些特别规定。

 由于1≤M＜2，即有效数字位可以写成1.xxxxxx的形式，那么我们可以把小数点前的1省略，只        将小数点后的数字存进去。读取时，再将1加上去。这样做的目的是为了多存储一位有效数            字。

对与指数E。float留了8位，double留了15位，范围分别为0~255，0~2047。但在科学计数法         中，指数存在负数的情况。所以IEEE754规定，存入内存时，E的真实值必须再加上一个中间         数。float中间数为127，double的中间数为1023。

     相当于舍弃了符号位，但还是可以保存-127~128或-1023~1024的真实值范围。

接上一条，E存在全0和全1两种特殊情况，

        E全为0：有效数字M不再加上第一位的1，而是还原为0.xxxxxx的小数。这样做是为了表示              ±0，以及接近于 0的很小的数字。

        E全为1：这时，如果有效数字M全为0，表示±无穷大（正负取决于符号位s）。

例：将十进制0.5的二进制存入内存。

        首先转换为二进制0.1，科学计数法写成1.0×2⁻¹，S=0，E=-1+127=126，M=0

        有效数字23位要凑满，直接拿0凑

        所以该数的二进制表示形式为：

        0 01111110 00000000000000000000000

最后来道练习题：

#include 
int main()
{
	int n = 9;
	float* pFloat = (float*)&n;
	printf("n的值为：%dn", n);
	printf("*pFloat的值为：%fn", *pFloat);
	*pFloat = 9.0;
	printf("num的值为：%dn", n);
	printf("*pFloat的值为：%fn", *pFloat);
	return 0;
}

输出的结果是什么呢？

解释：

        创建一个整型变量n=9，首先取地址转换成float*类型再放到指针变量pFloat中，这两步并没有改变n的值，所以n的值依然为9。

        对pFloat进行解引用，由于之前9以整型存进去，所以n内存的是二进制00000000000000000000000000001000，而pFloat是float*类型，以%f形式打印，所以要以浮点型的视角来看，那么E全为0，最终结果就是0。

        将9.0赋给*pFloat，9.0的二进制科学计数法为1.001×2³那么，S=0，E=3+127=130，M=001，M后面要拿0凑满，所以*pFloat为0 10000010 00100000000000000000000，又将其以%d的形式打印，也就是整型的视角来看这串二进制，内存中整型存的补码，正数原反补相同，通过计算器算出

 与运行结果一致。

        最后将其以%f的形式打印，类型一致，那么就打印9.000000。