六一兒童節(jié)快樂哇各位過期的小朋友們

引入：

在上一篇博文中，相信大家對于數(shù)據(jù)類型以及整數(shù)在內(nèi)存中的存儲(chǔ)有了一定了解，那么，浮點(diǎn)數(shù)是怎么在內(nèi)存中存儲(chǔ)的呢？下面來看一下我的講解。

浮點(diǎn)數(shù)家族：

包括：float,double,long double類型。與limits.h相似，浮點(diǎn)數(shù)也有限制范圍的頭文件float.h.

與limits.h相似，float.h也包括浮點(diǎn)數(shù)類型的最大最小值，下面來看一下float.h的大致內(nèi)容。

?下面來看一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)存儲(chǔ)的例子：

#include<stdio.h>

int main()
{
	int n = 9;
	float* pFloat = (float*)&n;
	printf("n的值為：%d\n", n);
	printf("*pFloat的值為:%f\n", *pFloat);

	*pFloat = 9.0;
	printf("num的值為：%d\n", n);
	printf("*pFloat的值為:%f\n", *pFloat);
	return 0;
}

大家可以先猜一下，代碼中的這四個(gè)值是多少，

下面，讓我們看一下輸出的結(jié)果：

相信結(jié)果也讓大家一臉懵逼，但是為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的結(jié)果呢？

主要還是因?yàn)?span style="color:#fe2c24;">浮點(diǎn)數(shù)和整形在內(nèi)存中的存放有差異。 像是整型數(shù)據(jù)放入，整形數(shù)據(jù)拿出或者浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)放入，浮點(diǎn)數(shù)類型拿出這樣的都是正確的做法，不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的異常。而像是浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)放入，整形數(shù)據(jù)拿出或者整形數(shù)據(jù)放入，浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)拿出這樣是錯(cuò)誤的做法，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的異常。

浮點(diǎn)數(shù)類型的存儲(chǔ)和整型到底有什么差異呢？下面我們來看看浮點(diǎn)數(shù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的表示方法。

詳細(xì)解讀：

根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)IEEE（電氣和電子工程協(xié)會(huì)）754，任意一個(gè)二進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)V可以表示為下面的形式：

1.(-1)^S*2^E

2.(-1)^S表示符號(hào)位，當(dāng)S=0，V是正數(shù)；當(dāng)S=1，V為負(fù)數(shù)。

3.M表示有效數(shù)字，大于1，小于2。

4.2^E表示指數(shù)位。

讓我們來舉個(gè)小栗子：

相信大家已經(jīng)了解了一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)的具體表示方法，下面我們來看一下具體在內(nèi)存中是怎么存儲(chǔ)的。

IEEE 754規(guī)定：對于32位的浮點(diǎn)數(shù)，最高的一位是符號(hào)位S，接著八位是指數(shù)E，剩下的是23位有效數(shù)字S。?

對于64位的浮點(diǎn)數(shù)，最高的一位是符號(hào)位S，接著11位是指數(shù)E，剩下的52位為有效數(shù)字M。

IEEE 754 對有效數(shù)字M和指數(shù)E，還有一些特殊規(guī)定。前面說過，1<=M<2,也就是說，M可以寫成1.xxxxxx的形式，其中xxxxxx表示小數(shù)部分。

IEEE 754規(guī)定，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部保存M時(shí)，默認(rèn)這個(gè)數(shù)的第一位總是1，因此可以被舍去，只保留后面的xxxxxx部分。比如保存1.01的時(shí)候，只保存01，等到讀取的時(shí)候，再把第一位的1加上去，這樣做的目的，是節(jié)省一位有效數(shù)字。以32位浮點(diǎn)數(shù)為例，留給M只有23位，將第一位的1省略以后，等于可以保存24位有效數(shù)字。

至于指數(shù)E，情況就有一些復(fù)雜。

首先，E為一個(gè)無符號(hào)整數(shù)（unsigned int）這意味著，如果E為8位，它的取值范圍為0-255；如果E為11位，它的取值范圍為0-2047。但是，我們知道，科學(xué)計(jì)數(shù)法中E是可以出現(xiàn)負(fù)數(shù)的，所以IEEE 754規(guī)定，存入內(nèi)存時(shí)E的真實(shí)值必須加上一個(gè)中間數(shù)（E是正，負(fù)，零都要加上中間數(shù)），對于八位的E，這個(gè)中間數(shù)為127；對于11位的E，這個(gè)中間數(shù)為1023。比如2^10的E為10，所以保存成32位浮點(diǎn)數(shù)時(shí)，必須保存成10+127=137，即10001001。

然后，指數(shù)E從內(nèi)存中取出還可以再分成三種情況：

E不全為0或者不全為1

這是，浮點(diǎn)數(shù)就采用下面的規(guī)則表示，即指數(shù)E的計(jì)算值減去127(或1023)，得到真實(shí)值，再將有效數(shù)字M前加上第一位的1。比如0.5的二進(jìn)制形式為0.1，由于規(guī)定正數(shù)部分必須為1，即將小數(shù)點(diǎn)右移一位，則為1.0*2^(-1)，其階碼為-1+127=126，表示為01111110，而尾數(shù)1.0去掉整數(shù)部分為0，補(bǔ)齊到23位0000000000000000000000，其二進(jìn)制表現(xiàn)形式為：

0? 01111110 00000000000000000000000

E全為0

這時(shí)，浮點(diǎn)數(shù)的指數(shù)E等于1-127（或者1-1023）即為真實(shí)值，有效數(shù)字不再加上第一位的1，而是還原為0.xxxxxx的小數(shù)。這樣做是為了表示正負(fù)0，或者接近于0的很小的數(shù)字。

E全為1

這時(shí)，如果有效數(shù)字全為0，表示（正負(fù)）無窮大（正負(fù)取決于符號(hào)位S）。

好了，關(guān)于浮點(diǎn)數(shù)的標(biāo)識(shí)規(guī)則，就說到這里。

解釋前面的題目：

下面，讓我們回到一開始的問題：為什么0x00000009還原成浮點(diǎn)數(shù)，就變成了0.000000？

利用以上的知識(shí)，我們可以將9換為以下的二進(jìn)制：

9 -> 0 00000000 00000000000000000001001

符號(hào)位S=0，E=00000000，最后23位數(shù)字0000000000000000001001.

我們將它再轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)即0.000000000000000000001001*2^(-126)=1.001*2^(-146).

顯然：V是一個(gè)很小的數(shù)，無限接近于0，所以用十進(jìn)制表示就是0.

那么為什么9.0又會(huì)轉(zhuǎn)換為一個(gè)很大的數(shù)呢？

我們再將9.0轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制表示：

9.0->1001.0->1.001*2^3->0 100000010 00100000000000000000000

然后將這個(gè)二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為整型即為1091567616.文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-512342.html

到了這里，關(guān)于C進(jìn)階：數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存儲(chǔ)（2）的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！