浮点数在计算机中存储方式 - virus026的专栏 - CSDN博客

virus026的专栏
在你享受这之前，必须受别人吃不了的苦，忍受别人受不了的屈辱
条新通知 登录 注册 欢迎 退出 我的博客 配置 写文章 文章管理 博客首页   全站 当前博客  空间 博客 好友 相册 留言 用户操作
[留言]  [发消息]  [加为好友] 
virus026ID：virus026共6724次访问，排名2万外，好友1人，关注者5人。
virus026的文章
原创 23 篇
翻译 0 篇
转载 73 篇
评论 9 篇
订阅我的博客
    
 
 
 
[编辑]virus026的公告
[编辑]文章分类
CSS
Hibernate
Java
Java Script
JSP+servlet
Myeclipse
oracle
Spring
struts
Tapestry5.1
存档
2010年09月(8)
2010年08月(2)
2010年07月(8)
2010年06月(19)
2010年05月(33)
2010年04月(9)
2009年09月(1)
2008年02月(1)
2008年01月(15)
公告： 征OPhone技术文章 一经录用 立得200元现金 并有机会赢取高额奖金！！！ [意见反馈][官方博客]   浮点数在计算机中存储方式 收藏
      copy from: http://www.cnblogs.com/jillzhang/archive/2007/06/24/793901.html  jillzhang's block     C语言和C#语言中，对于浮点类型的数据采用单精度类型（float）和双精度类型(double)来存储，float数据占用32bit,double数据占用64bit,我们在声明一个变量float f= 2.25f的时候，是如何分配内存的呢？如果胡乱分配，那世界岂不是乱套了么，其实不论是float还是double在存储方式上都是遵从IEEE的规范的，float遵从的是IEEE R32.24 ,而double 遵从的是R64.53。     无论是单精度还是双精度在存储中都分为三个部分： 符号位(Sign) : 0代表正，1代表为负
指数位（Exponent）:用于存储科学计数法中的指数数据，并且采用移位存储
尾数部分（Mantissa）：尾数部分
 其中float的存储方式如下图所示：  而双精度的存储方式为:        R32.24和R64.53的存储方式都是用科学计数法来存储数据的，比如8.25用十进制的科学计数法表示就为:8.25*  ,而120.5可以表示为:1.205*  ,这些小学的知识就不用多说了吧。而我们傻蛋计算机根本不认识十进制的数据，他只认识0，1，所以在计算机存储中，首先要将上面的数更改为二进制的科学计数法表示，8.25用二进制表示可表示为1000.01,我靠，不会连这都不会转换吧?那我估计要没辙了。120.5用二进制表示为：1110110.1用二进制的科学计数法表示1000.01可以表示为1.0001*  ,1110110.1可以表示为1.1101101*  ,任何一个数都的科学计数法表示都为1.xxx*  ,尾数部分就可以表示为xxxx,第一位都是1嘛，干嘛还要表示呀？可以将小数点前面的1省略，所以23bit的尾数部分，可以表示的精度却变成了24bit，道理就是在这里，那24bit能精确到小数点后几位呢，我们知道9的二进制表示为1001，所以4bit能精确十进制中的1位小数点，24bit就能使float能精确到小数点后6位，而对于指数部分，因为指数可正可负，8位的指数位能表示的指数范围就应该为:-127-128了，所以指数部分的存储采用移位存储，存储的数据为元数据+127，下面就看看8.25和120.5在内存中真正的存储方式。      首先看下8.25，用二进制的科学计数法表示为:1.00001*  按照上面的存储方式，符号位为:0，表示为正，指数位为:3+127=130 ,位数部分为,故8.25的存储方式如下图所示:  而单精度浮点数120.5的存储方式如下图所示:  那么如果给出内存中一段数据，并且告诉你是单精度存储的话，你如何知道该数据的十进制数值呢？其实就是对上面的反推过程，比如给出如下内存数据：0100001011101101000000000000，首先我们现将该数据分段，0 1000 0101 110 1101 0000 0000 0000 0000，在内存中的存储就为下图所示：  根据我们的计算方式，可以计算出，这样一组数据表示为:1.1101101*  =120.5 而双精度浮点数的存储和单精度的存储大同小异，不同的是指数部分和尾数部分的位数。所以这里不再详细的介绍双精度的存储方式了，只将120.5的最后存储方式图给出，大家可以仔细想想为何是这样子的  下面我就这个基础知识点来解决一个我们的一个疑惑，请看下面一段程序，注意观察输出结果             float f = 2.2f;
            double d = (double)f;
            Console.WriteLine(d.ToString("0.0000000000000"));
            f = 2.25f;
            d = (double)f;
            Console.WriteLine(d.ToString("0.0000000000000")); 可能输出的结果让大家疑惑不解，单精度的2.2转换为双精度后，精确到小数点后13位后变为了2.2000000476837，而单精度的2.25转换为双精度后，变为了2.2500000000000，为何2.2在转换后的数值更改了而2.25却没有更改呢？很奇怪吧？其实通过上面关于两种存储结果的介绍，我们已经大概能找到答案。首先我们看看2.25的单精度存储方式，很简单 0 1000 0001 001 0000 0000 0000 0000 0000,而2.25的双精度表示为:0 100 0000 0001 0010 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000,这样2.25在进行强制转换的时候，数值是不会变的，而我们再看看2.2呢，2.2用科学计数法表示应该为：将十进制的小数转换为二进制的小数的方法为将小数*2，取整数部分，所以0.2*2=0.4，所以二进制小数第一位为0.4的整数部分0，0.4×2=0.8，第二位为0,0.8*2=1.6,第三位为1，0.6×2 = 1.2，第四位为1，0.2*2=0.4，第五位为0，这样永远也不可能乘到=1.0，得到的二进制是一个无限循环的排列 00110011001100110011... ,对于单精度数据来说，尾数只能表示24bit的精度，所以2.2的float存储为:  但是这样存储方式，换算成十进制的值，却不会是2.2的，应为十进制在转换为二进制的时候可能会不准确，如2.2，而double类型的数据也存在同样的问题，所以在浮点数表示中会产生些许的误差，在单精度转换为双精度的时候，也会存在误差的问题，对于能够用二进制表示的十进制数据，如2.25，这个误差就会不存在，所以会出现上面比较奇怪的输出结果。 本文属作者原创，只发布在博客园，希望大家在转载的时候，注明出处和作者，谢谢。 注：本文在写作过程中，参照了如下资料： http://www.msdn.net/library/chs/default.asp?url=/library/CHS/vccore/html/_core_why_floating_point_numbers_may_lose_precision.asp http://blog.csdn.net/ganxingming/archive/2006/12/19/1449526.aspx 发表于 @ 2008年01月22日　20:01:00 | 评论( 2 ) | 编辑| 举报| 收藏 旧一篇:hash是如何处理冲突的?[转] | 新一篇:集合类型的foreach循环浅析
查看最新精华文章 请访问博客首页相关文章 xinxinst 发表于2009年4月30日 13:28:30  IP:举报回复删除
指出博主的一些错误：首先看下8.25，用二进制的科学计数法表示为:1.0001*2(3)这句话中 8.25，用二进制表示,1.00001*2(3)才对吧？而且相关的图片也是有错误的，少一个零.virus026 发表于2009年9月1日 21:34:35  IP:举报回复删除
确实，谢谢你哈发表评论 表 情：           评论内容：  用 户 名： 登录 注册 匿名评论 匿名用户验 证 码：   重新获得验证码    热门招聘职位【网易杭州】技术类职位大招聘：c++、java、信息安全工程师等职位热招中【天元网络】高薪诚聘研发经理/项目经理/JAVA/.NET/无线网优人才【南天信息】诚聘.NET工程师/软件开发工程师，月薪＋奖金＋五险一金【方正国际】高薪诚聘IT人才，.NET/JAVA/PHP/C++软件工程师【B2C网站】高薪诚聘Java /.NET开发工程师！【浩辰CAD】国产CAD第一品牌 高薪诚聘 高级VC＋＋开发职位【麒麟游戏】倾情招聘募游戏研发人员，共建麒麟家园！【神灯网络】年薪20万！诚聘DELPHI高级项目经理！【并擎软件】微软高级技术专家诚邀开发人员共同创业【人民搜索】多个技术研发类职位，等你来挑战！【百度】诚聘 Web研发/工程师 一个舞台，让你的想法去成为现实!!!【上海我友】福利购房计划+高薪+期权，邀您共创互联网的奇迹! 【网易杭州】技术类职位大招聘：c++、java、信息安全工程师等职位热招中【天元网络】高薪诚聘研发经理/项目经理/JAVA/.NET/无线网优人才【南天信息】诚聘.NET工程师/软件开发工程师，月薪＋奖金＋五险一金【方正国际】高薪诚聘IT人才，.NET/JAVA/PHP/C++软件工程师【B2C网站】高薪诚聘Java /.NET开发工程师！【浩辰CAD】国产CAD第一品牌 高薪诚聘 高级VC＋＋开发职位【麒麟游戏】倾情招聘募游戏研发人员，共建麒麟家园！【神灯网络】年薪20万！诚聘DELPHI高级项目经理！【并擎软件】微软高级技术专家诚邀开发人员共同创业【人民搜索】多个技术研发类职位，等你来挑战！【百度】诚聘 Web研发/工程师 一个舞台，让你的想法去成为现实!!!【上海我友】福利购房计划+高薪+期权，邀您共创互联网的奇迹!    本文来自CSDN博客，转载请标明出处：http://blog.csdn.net/virus026/archive/2008/01/22/2059989.aspx