1. 内存中的浮点数——存储方式:符号位、指数、尾数的符号
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不同,分别能够表示的数据值范围和精度不同。
2. 浮点数的存储示例
2.1 浮点数的转换步骤
(1)将浮点数转换成二进制
(2)用科学计数法表示二进制浮点数
(3)计算指数偏移后的值:(需加上偏移量,float型:+127,double型:+1023)
示例:对于指数6,偏移后的值如下:
float: 127 + 6→ 133
double: 1023 +6 → 1029
2.2 以float型的实数8.25在内存表示法为例,演示转换过程
(1)8.25的二进制表示法:1000.01,再转为指数形式:1.00001*(2^3)
①符号位:0
②指数为3: 127+3 =130 → 10000010
③小数:00001。 //要转为尾数,须在后面补0
(2)内存中8.25的float表示:0 1000 0010 000 01000000 0000 0000 0000 =0x41040000
(红色部分为符号位,指数为绿色,尾数为紫色部分加补零后的23位)
【编程实现1】十进制浮点数的内存表示
#include<stdio.h> int main() { float f = 8.25; //为了用16进制显示出浮点数的内存表示的二进制数值,可将那 //段内存以整数形式去显示那串二进制数,以便人类阅读 unsigned int* p = (unsigned int*)&f; //整型指针指向f的内存 printf("0x%08X\n", *p); //以整型输出0x41040000 return 0; }
3. 浮点类型的秘密
(1)思考:int和float都占4个字节的内存,而int类型的范围:[-231,231-1],float类型的范围:[-3.4*1038,3.4*1038],为float却比int的范围大得多呢?
(2)秘密
①float能表示的具体数字个数与int相同
②float可表示的数字之间是不连续的,存在跳跃
③float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慢很多
(3)注意:double与float具有相同的内存表示法,因为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。
【编程实现】float类型的不精确示例
#include<stdio.h> int main() { float f1 = 3.1415f; float f2 = 123456789; //精确到小数点后面的10位 printf("%0.10f\n", f1);//3.1414999962 -->不精确 printf("%0.10f\n", f2);//123456792.0000000000 -->不连续 //同理可实验得,float型的123456780-123456788之间的在内存中都 //是用123456784.0000000000这个数表示的。 return 0; }
4. 小结
(1)浮点类型与整数类型的内存表示法不同
(2)浮点类型的内存表示更复杂
(3)浮点类型可表示的范围更大
(4)浮点类型是一种不精确的类型
(5)浮点类型的运算速度较慢