🍉1.类型的基本归类
🍉1.1浮点型家族
浮点数家族 | |
---|---|
flaot | 单精度浮点型 |
double | 双精度浮点型 |
🍉1.2构造类型
构造类型 | |
---|---|
数组类型 | |
结构体类型 | struct |
枚举类型 | enum |
联合类型 | union |
2.浮点数存储规则
根据国际标准IEEE(电气和电子工程协会) 754,任意一个二进制浮点数V可以表示成下面的形式:
1.(-1) ^ S *M * 2 ^E
2. (-1)^ S表示符号位,当V=为正数时,S=0;V为负数时,S=1.
3. M为有效数字,大于等于1,小于等于2.
4. 2^E表示指数位
例子
比如一个十进数浮点数5.5,写成浮点数为101.1=1.011*2^2
写成上述的形式:因为5.5为正数,所以S=0,M=1.011 E=2.所以可以写成(-1)^0 * 1.011 * 2 ^E
-5.5可以表示为 (-1)^1 * 1.011 * 2 ^E,这里-5.5是负数所以S=1。
2.1浮点数存入
IEEE 754对M的规定:
M可以写成 1.xxxxxx 的形式,其中xxxxxx表示小数部分IEEE 754规定,在计算机内部保存M时,默认这个数的第一位总是1,因此可以被舍去,只保存后面的xxxxxx部分。比如保存1.01的时候,只保存01,等到读取的时候,再把第一位的1加上去。这样做的目的,是节省1位有效数字
IEEE 754对E的规定:
如果E为8位,它的取值范围为0-255;如果E为11位,它的取值范围为0~2047。但是,我们知道,科学计数法中的E是可以出现负数的,所以IEEE 754规定,存入内存时E的真实值必须再加上一个中间数,对于8位的E,这个中间数是127;对于11位的E,这个中间数是1023。比如,2^10的E是10,所以保存成32位浮点数时,必须保存成10+127=137,即
10001001。
单精度float图解:
上面是我们的一个推理,我们现在用编译器来验证这个结论。
结果和我们的一样的,那就说明浮点型存储上面那种方式。
双精度double图解
对于double型在内存中存储的是64个bit位,当然方法也是和上面float相同。大家有兴趣可以试一下,
2.2浮点数取出
那么我们把浮点数取出有规则吗,当然有!对于E相当复杂的情况
E不全为0或不全为1
这时,浮点数就采用下面的规则表示,因为我们存入内存时,E的值是加了127或者1023,指数E的计算值减去127(或1023)得到真实值,再将有效数字M前加上第一位的1。
比如:
就以刚刚那个5.5为例
他的二进制表示为0 10000001 01100000000000000000000
如果我们想从内存中取出来,E存储的是 10000001有0有1,所以我们至于需要减去127就可以得到真实值。
E全为0
这时,在内存中E存储全部是0,浮点数的指数E等于1-127(或者1-1023)即为真实值,
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);
3.代码演示
#include<stdio.h>
int main()
{
int n = 9;
//9存进内存是二级制数补码
// 9是正数原码,补码,反码相同
//00000000000000000000000000001001
float* pa = (float*)&n;//强制转换n的类型为float,取出n的地址放在pa中
printf("n的值为:%d\n", n); //打印9
printf("*pFloat的值为:%f\n", *pa);
//*pa解引用指向类型是浮点型,以浮点型的视角,我们认为9的补码就是浮点型的补码
//0 00000000 00000000000000000001001这里就要刚刚的规则
//S E M
// S=0
//E的全是0,所以要得到真是值E=1-127=-126
//M=0.00000000000000000001001
//标准形式:(-1)^0 * 0.00000000000000000001001 * 2^-126
//这个是一个非常小的数,无限接近0.
*pa = 9.0;
//以浮点型的往内存中放
//二进制:1001.0
//标准形式:(-1)^0 * 1.001 * 2^3
//S=0; E=3; M=001
//E的真实值=3+127=130-->二进制数 10000010
//0 10000010 00100000000000000000000
//S E M
printf("num的值为:%d\n", n);
//%d的形式打印,我们认为01000001000100000000000000000000是我们要打印的补码
//正数的原返补码相同
//原码:01000001000100000000000000000000
printf("*pFloat的值为:%f\n", *pa);//打印9.0
return 0;
}
总结
码文不易,感谢三连击