目錄
前言
一、引例
二、浮點型在內存中的存儲
三、浮點數在內存中的存和取過程
1.浮點數的存儲過程
2.浮點數的取過程
四、引例解析
總結
前言
? ? ? ? 想知道浮點數在內存中是如何存儲的嗎，本文就告訴你答案，雖然一般情況題目還是面試涉及到浮點數在內存中的存儲很少，但是了解其存儲機制有利于加深我們對C語言的理解，修煉我們的內功。
??感謝支持，點贊關注不迷路??
?
?
一、引例
我們看以下代碼：
#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("n的值為：%d\n", n);printf("pFloat的值為：%f\n", *pFloat);return 0;
}運行結果：
發現：我們觀察到，將整數9以浮點型打印時為0.000000，將浮點型9.0以整形打印時是一個較大的數字。這一點就可以說明整形與浮點型在內存中的存儲形式是不同的。
二、浮點型在內存中的存儲
我們知道整數在內存中是以補碼的形式儲存的，那么浮點數是怎么存儲的呢?
根據國際標準IEEE（電氣和電子工程協會）754,任意一個?進制浮點數V可以表示成下面的形式：
舉例：浮點數5.5用以上形式如何表示：
- 首先5.5翻譯成二進制為 101.1。
- 然后就可以改寫成以下形式：
- 這時候，M就是1.011，E就是2，S自然為0
然后，只需要將S、M、E這三個數存儲到內存中，就可以儲存一個浮點數了，那么這三個數是如何在內存中存放的呢？
IEEE 754規定：
- 對于32位的浮點數（float），最?的1位存儲符號位S，接著的8位存儲指數E，剩下的23位存儲有效數
- 字M 對于64位的浮點數（double），最?的1位存儲符號位S，接著的11位存儲指數E，剩下的52位存儲有效數字M
注意：不管怎樣，內存中存儲的還是補碼
??
三、浮點數在內存中的存和取過程
1.浮點數的存儲過程
IEEE 754對有效數字M和指數E，還有一些特別規定。
M的存儲過程：前面用101.1舉例，可以寫成類似科學計數法的形式。1<=M<2，也就是說，M可以寫成 1.xxxxxx 的形式，其中 xxxxxx 表表示小數部分。那么就有以下規定：
IEEE 754規定，在計算機內部保存M時，默認這個數的第?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的時候，只保存01，等到讀取的時候，再把第一位的1加上去。這樣做的目的，是節省1位有效數字。以32位浮點數為例，留給M只有23位，將第?位的1舍去以后，等于可以保存24位有效數字。
E的存儲過程：指數E，情況就比較復雜首先，E為一個無符號整數（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，科學計數法中的E是可以出現負數的。E又是無符號整數，所以規定：
IEEE754規定，存入內存時E的真實值必須再加上一個中間數，對于8位的E，這個中間數是127；對于11位的E，這個中間數是1023。比如，2^10的E是 10，所以保存成32位浮點數時，必須保存成10+127=137，即10001001。
舉例：浮點數（float）5.5，二進制位：101,1
- S：0，E：2，M：001
- 但是E存入內存時（float）要加上127等于129
- 結果就是 0 10000001 01100000000000000000000
- 注意：M后不夠是補0的
- 0100 0000 1011 0000 0000 0000 0000 0000翻譯為16進制為0x40 b0 00 00
- 然后我們在VS中調試觀察，驗證以下
- 因為VS是小端存儲，所以是倒著存，結果一致
2.浮點數的取過程
這里主要是指數E從內存中取出還可以再分成三種情況：
1.E不全為0或不全為1（和上面舉例一樣，正常取）
這時，浮點數就采用下面的規則表示，即指數E的計算值減去127（或1023），得到真實值，再將有效數字M前加上第一位的1。
比如：0.5的二進制形式為0.1，由于規定正數部分必須為1，即將小數點右移1位，則為1.0*2^(-1)，其階碼為-1+127(中間值)=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，則其二進制表示形式為：
0 01111110 00000000000000000000
2.E全為0（特殊情況）
這時，浮點數的指數 E?等于1-127（或者1-1023）即為真實值，有效數字M不再加上第一位的1，而是還原為0.xxxxxx的小數。這樣做是為了表示±0，以及接近于0的很小的數字。
比如1.0*2的負127次方，這個數無限接近于0，所以M讀取時不再加上1，并且指數讀取時是減126而不是127，因為M的整數位1被移到了小數部位，所以內存中為0 00000000 00000000000000000000000，讀取時就是0.000000
3.E全為1（特殊情況）
這時，浮點數指數 E 等于128，如果有效數字M全為0，表示±無窮大（正負取決于符號位s）；
我們可以簡單算一下，2的32次方大約42億，那么4個42移相乘，那數字將會非常大。
四、引例解析
引例中的結果：
我們來一步一步分析：
- 首先 int n = 9，它在內存中的補碼為：00000000 00000000 00000000 00001001。以%d打印肯定是9沒毛病。
- 然后通過指針把它當做浮點型打印，這時編譯器就會將n的補碼以浮點數的格式進行讀取，float為32個比特位，可以寫成0 00000000 00000000000000000001001。
- 這里 E 的部分全為0，對應了上文第二種情況，E將無限接近于0，讀取出來就是，0.9*2的負126次方，等于0.00000...9，而編譯器默認打印小數點后6位，因此結果才為0.000000
- 通過指針將n的空間存的值修改為9.0，而9.0將會以32位浮點型的格式存儲到內存中，9.0翻譯為二進制為：1001.0，變為科學計數法為：1.001*2^3，那么S：0，E：3，M：1.001
- E存入內存要加上127等于130，二進制為：10000010，因此9.0存入內存的二進制為：0 10000010 00100000000000000000000
- 將?01000001000100000000000000000000以整形的格式讀取時就為：
- 以浮點型%f讀取就是正常9.0
所以我們在拿到一個數據時，非特殊一定要以正確的格式讀取，否則就不是你想要的數字
總結
? ? ? ? 以上就是本文的全部內容，希望對你有所幫助。
)
