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关于数据在内存中的存储下

本文主要是介绍关于数据在内存中的存储下,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

关于数据在内存中的存储下

本文将讲解浮点数在内存中存储的相关知识

首先,先来看一下以下这个程序:>

在学习的时候, 我给出的答案是非常的单纯的9 9.0 9 9.0,然而,当程序跑起来之后:>

在这里插入图片描述

要分析以上程序, 首先得了解浮点数在内存中的存储。

对于二进制浮点数, 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都能表示为以下形式:>

*(-1) ^S * M 2 ^E

其中(-1)^S为符号位,当s = 0 时,V为正数, 当浮点数s = 1 , V为负数.

M为有效位, M>=1且M < 2

2 ^E次方表示指数位

举个例子:>

例如十进制浮点数 5.5,我们将其转换为二进制就为:>

101.1 //这里是 .1的原因是此处1的权重是2 ^-1次方,即为0.5.而我们用上面V的格式,就能这样写:>

*(-1)^0 1.011 * 2 ^ 2

即S = 0; M = 1.011; E = 2;

对于-5.5,用上面V的格式, 就可以表示为

*(-1)^1 (1.011) * 2 ^2;

对于浮点数在内存中的存储,有以下规定

对于单精度浮点数而言

在这里插入图片描述

对于双精度浮点数:>

在这里插入图片描述

此外还有一些规定: 因为M总是>=1 小于2, 即M永远是等于1的整数, 因此,在内存中存放时,只会存小数位,例 5.5

可以表示为**(-1)^0 1.011 * 2 ^ 2*, M = 1.011。 但我们存储的收, 只会存储011, 而当我们去使用的时候, 才会把1给补上。

对于指数E而言, 其首先是一个unsigned int类型的数, 因此它的范围为 0 ~ 255(8bit) 或者 0 ~2047(11bit)

而用科学计数法表示的时候, 难免会出现E为负数的情况 例如 十进制0.5 用二进制数表示为:>

1*10 ^-1 又E的范围大于等于0, 因此, 规定存入内存E的真实值必须再加上一个中间数, 即加127 (8bit) 或1023(11bit)后,再存入内存

例如刚才的-1.,保存成32位浮点数时, 保存为 -1 + 127 = 126即

01111110

此外, 指数E还有以下规定:>

若E的值不全为1或0, 则E的真实值就为内存中存储的值减去127(或1023),再将有效数字M前加上第一位的一。

例如刚才的0.5 二进制V表示为:>

1.0*2 ^ -1 此处E为-1, M为1.0,因此存进内存中的数据为

0 01111110 00000000000000000000000

若E中存储的数据为全0时, 那么我们想一下, 则将是一个多么小的数字!,即2^ -127次方, 因此, 规定如下:>

当E中存储的数据为全0时, 其指数E的真实值为 1 - 127(或1023), 且有效数字M前不再加上一, 而是加上0, 以此来表示一个接近0的数。

当E中存储的数据为全一时, 那么E的真实值为128(8bit), 那么2^E次方是一个非常大的数字, 因此,V表示为正负无穷大。

现在我们重新回到开头的第一道例题:>

#include <stdio.h>

int main() 
{
	int n = 9; 
	float* pFloat = (float*)&n;
	printf("n的值为:%d\n", n); 
	printf("*pFloat的值为:%f\n", *pFloat);

	*pFloat = 9.0; 
	printf("num的值为:%d\n", n); 
	printf("*pFloat的值为:%f\n", *pFloat); 
	return 0;
}

在这里插入图片描述

再看一下第二部分:>

在这里插入图片描述

以浮点数的形式将n改成了9.0,那么9.0的二进制表示为:>

1001.0即1.001*2^3 那么S = 0; E = 3 + 127 = 130; M = 0.001.即

0 1000 0010 00100000000000000000000

因此以整数的形式来看,这个数据为:>

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Lw2C6Cbn-1638165164585)(C:\Users\MSI-NB\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20211129090318437.png)]

以浮点数的形式来看, 当然是9.0了。

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