任何資料在記憶體中都是以二進位制的形式儲存的,例如乙個short型資料1156,其二進位制表示形式為00000100 10000100。則在intel cpu的架構是小端模式,存放方式為 10000100(低位址單元) 00000100(高位址單元),因為。但是對於浮點數在記憶體是如何儲存的?目前所有的c/c++編譯器都是採用ieee所制定的標準浮點格式,即二進位制科學表示法。
在二進位制科學表示法中,s=m*2^n 主要由三部分構成:符號位+階碼(n)+尾數(m)。
對於float型資料,其二進位制有32位,其中符號位1位,階碼8位,尾數23位,
31 30-23 22-0
float 符號位 階碼 尾數
對於double型資料,其二進位制為64位,符號位1位,階碼11位,尾數52位。
63 62-52 51-0
double 符號位 階碼 尾數
符號位:0表示正,1表示負
階碼:這裡階碼採用移碼表示,對於float型資料其規定偏置量為127,階碼有正有負,對於8位二進位制,則其表示範圍為-128-127,double型規定為1023,其表示範圍為-1024-1023。比如對於float型資料,若階碼的真實值為2,則加上127後為129,其階碼表示形式為10000010
尾數:有效數字位,即部分二進位制位(小數點後面的二進位制位),因為規定m的整數部分恒為1,所以這個1就不進行儲存了。
下面舉例說明:
float型資料125.5轉換為標準浮點格式
125二進位制表示形式為1111101,小數部分表示為二進位制為 1,則125.5二進位制表示為1111101.1,由於規定尾數的整數部分恒為1,則表示為1.1111011*2^6,階碼為6,加上127為133,則表示為10000101,而對於尾數將整數部分1去掉,為1111011,在其後面補0使其位數達到23位,則為11110110000000000000000
則其二進位制表示形式為
0 10000101 11110110000000000000000,則在記憶體中存放方式為:
00000000 低位址
00000000
11111011
01000010 高位址
而反過來若要根據二進位制形式求算浮點數如0 10000101 11110110000000000000000
由於符號為為0,則為正數。階碼為133-127=6,尾數為11110110000000000000000,則其真實尾數為1.1111011。所以其大小為
1.1111011*2^6,將小數點右移6位,得到1111101.1,而1111101的十進位制為125,0.1的十進位制為1*2^(-1)=0.5,所以其大小為125.5。
同理若將float型資料0.5轉換為二進位制形式
0.5的二進位制形式為0.1,由於規定正數部分必須為1,將小數點右移1位,則為1.0*2^(-1),其階碼為-1+127=126,表示為01111110,而尾數1.0去掉整數部分為0,補齊0到23位00000000000000000000000,則其二進位制表示形式為
0 01111110 00000000000000000000000
由上分析可知float型資料最大表示範圍為1.11111111111111111111111*2^127=3.4*10^38
對於double型資料情況類似,只不過其階碼為11位,偏置量為1023,尾數為52位。
例子:
#includeint main()
若執行時從鍵盤上輸入9876543210l,則上面程式在gcc編譯器下的輸出結果是:a=98,b=0,c=0.000000
printf函式執行的時候,會先把這三個數字壓入棧裡,然後再執行列印。壓入棧的時候按照資料本身的長度來,首先把c和b壓入,並且每乙個都是8個位元組(float自動轉化為double)。然後再壓入a是4個位元組。然後再執行列印。列印的時候按照使用者指定的格式來出棧。首先列印a,a列印正常。然後又列印4個位元組長度的b,在棧裡面由於b長度是八個位元組,並且b目前是64位的表示方式,資料的後面全是0.(float 變double),電腦是小端儲存方式,0儲存在距離a近的地方。列印b的時候,列印的4個位元組都是0.然後再列印c,c用正常的方式列印,會一下子讀取8個位元組,正好,讀出來的八個位元組前面四個位元組全是0,自己可以算一下,實在太小了,因此為0.
棧底 棧頂
高位元組 低位元組
4321 0000 765 0000 98
4位元組 4位元組 4位元組 4位元組 4位元組
列印c 列印b 列印a
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