3. 浮點(diǎn)型在內(nèi)存中的存儲(chǔ)
常見的浮點(diǎn)數(shù)：
3.14159
1E10 ------ 1.0 * 10^10
浮點(diǎn)數(shù)家族包括： float、double、long double 類型
浮點(diǎn)數(shù)表示的范圍：float.h中定義
3.1 一個(gè)例子
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;
}
輸出的結(jié)果是什么呢？
通過輸出的結(jié)果，我們可以得知：一個(gè)數(shù)以整型的形式放進(jìn)去，再以整型或浮點(diǎn)型的形式拿出來，結(jié)果是不一樣的；一個(gè)數(shù)以浮點(diǎn)型的形式放進(jìn)去，再以整型或浮點(diǎn)型的形式拿出來，結(jié)果也是不一樣的。因此，我們可以推出：整型和浮點(diǎn)型在內(nèi)存中的存儲(chǔ)方式是有差異的！
3.2 浮點(diǎn)數(shù)存儲(chǔ)規(guī)則
num 和 *pFloat 在內(nèi)存中明明是同一個(gè)數(shù)，為什么浮點(diǎn)數(shù)和整數(shù)的解讀結(jié)果會(huì)差別這么大？
要理解這個(gè)結(jié)果，一定要搞懂浮點(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可以表示成下面的形式：
- (-1)^S * M * 2^E
- (-1)^S表示符號(hào)位，當(dāng)S=0，V為正數(shù)；當(dāng)S=1，V為負(fù)數(shù)。
- M表示有效數(shù)字，大于等于1，小于2。
- 2^E表示指數(shù)位。
IEEE 754規(guī)定：
對(duì)于32位的浮點(diǎn)數(shù)，最高的1位是符號(hào)位S，接著的8位是指數(shù)E，剩下的23位為有效數(shù)字M。
對(duì)于64位的浮點(diǎn)數(shù)，最高的1位是符號(hào)位S，接著的11位是指數(shù)E，剩下的52位為有效數(shù)字M。
IEEE 754對(duì)有效數(shù)字M和指數(shù)E，還有一些特別規(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，只保存后面的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1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舍去以后，等于可以保存24位有效數(shù)字。
至于指數(shù)E，情況就比較復(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)法中的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)值必須再加上一個(gè)中間數(shù)，對(duì)于8位的E，這個(gè)中間數(shù)是127；對(duì)于11位的E，這個(gè)中間數(shù)是1023。比如，2^10的E是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。
int main()
{
float f = 5.5;
//101.1
//1.011 * 2^2
//(-1)^0 * 1.011 * 2^2
//S = 0
//M = 1.011
//E = 2
//01000000101100000000000000000000
//0x40b00000
return 0;
}
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或不全為1
這時(shí)，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。
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M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±0，以及接近于0的很小的數(shù)字。
E全為1
這時(shí)，如果有效數(shù)字M全為0，表示±無窮大（正負(fù)取決于符號(hào)位s）。文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-724727.html
通過以上講解，我們就可以解釋一開始的代碼了：文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-724727.html
#include <stdio.h>
int main()
{
int n = 9;
//00000000000000000000000000001001
float* pFloat = (float*)&n;
printf("n的值為：%d\n", n);//9
printf("*pFloat的值為：%f\n", *pFloat);//0.000000
//0 00000000 00000000000000000001001
//S E M
//E在內(nèi)存中是全0
//0 -126 0.00000000000000000001001
//(-1)^0 * 0.00000000000000000001001 * 2^-126
*pFloat = 9.0;
//1001.0
///1.001 * 2^3
//(-1)^0 * 1.001 * 2^3
//S=0 M=1.001 E=3
//01000001000100000000000000000000
printf("num的值為：%d\n", n);//1091567616
printf("*pFloat的值為：%f\n", *pFloat);//9.000000
return 0;
}
到了這里，關(guān)于數(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(qǐng)?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)！
