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浮点数的二进制存储

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-25的二进制存储方式 反码后+1 形成补码
3.5存储方式 浮点数的存储方式

12.5:
1. 整数部分12,二进制为1100; 小数部分0.5, 二进制是.1,先把他们连起来,从第一个1数起取24位(后面补0):
1100.10000000000000000000
这部分是有效数字。(把小数点前后两部分连起来再取掉头前的1,就是尾数)
2. 把小数点移到第一个1的后面,需要左移3位, 加上偏移量127:127+3=130,二进制是10000010,这是阶码。
3. -12.5是负数,所以符号位是1。把符号位,阶码和尾数连起来。注意,尾数的第一位总是1,所以规定不存这一位的1,只取后23位:
1 10000010 10010000000000000000000
把这32位按8位一节整理一下,得:
11000001 01001000 00000000 00000000
就是十六进制的 C1480000.

2.025675                                   
1. 整数部分2,二进制为10; 小数部分0.025675, 二进制是.0000011010010010101001,先把他们连起来,从第一个1数起取24位(后面补0):
10.0000011010010010101001
这部分是有效数字。把小数点前后两部分连起来再取掉头前的1,就是尾数: 00000011010010010101001
2. 把小数点移到第一个1的后面,左移了1位, 加上偏移量127:127+1=128,二进制是10000000,这是阶码。
3. 2.025675是正数,所以符号位是0。把符号位,阶码和尾数连起来:
0 10000000 00000011010010010101001
把这32位按8位一节整理一下,得:
01000000 00000001 10100100 10101001
就是十六进制的 4001A4A9.

-1.99744
还需要详细说吗?

如果只有小数部分,那么需要右移小数点. 比如右移3位才能放到第一个1的后面, 阶码就是127-3=124.

补充一个浮点二进制数手工转换成十进制数的例子:
假设浮点二进制数是 1011 1101 0100 0000 0000 0000 0000 0000
按1,8,23位分成三段:
1 01111010 10000000000000000000000
最后一段是尾数。前面加上"1.", 就是 1.10000000000000000000000
下面确定小数点位置。阶码是01111010,加上00000101才是01111111(127),
所以他减去127的偏移量得-5。(或者化成十进制得122,122-127=-5)。
因此尾数1.10(后面的0不写了)是小数点右移5位的结果。要复原它就要左移5位小数点,得0.0000110, 即十进制的0.046875
最后是符号:1代表负数,所以最后的结果是 -0.046875

还要注意其他机器的浮点数表示方法可能与此不同. 不能任意移植.

从存储结构和算法上来讲,double和float是一样的,不一样的地方仅仅是float是32位的,double是64位的,所以double能存储更高的精度。
    任何数据在内存中都是以二进制(0或1)顺序存储的,每一个1或0被称为1位,而在x86CPU上一个字节是8位。比如一个16位(2字节)的short int型变量的值是1000,那么它的二进制表达就是:00000011 11101000。由于Intel CPU的架构原因,它是按字节倒序存储的,那么就因该是这样:11101000 00000011,这就是定点数1000在内存中的结构。
    目前C/C++编译器标准都遵照IEEE制定的浮点数表示法来进行float,double运算。这种结构是一种科学计数法,用符号、指数和尾数来表示,底数定为2——即把一个浮点数表示为尾数乘以2的指数次方再添上符号。下面是具体的规格:
````````符号位 阶码 尾数 长度
float    1     8    23   32
double   1    11    52   64
临时数   1    15    64   80
由于通常C编译器默认浮点数是double型的,下面以double为例:
共计64位,折合8字节。由最高到最低位分别是第63、62、61、……、0位:
    最高位63位是符号位,1表示该数为负,0正;
    62-52位,一共11位是指数位;
    51-0位,一共52位是尾数位。
^P
    按照IEEE浮点数表示法,下面将把double型浮点数38414.4转换为十六进制代码。
    把整数部和小数部分开处理:整数部直接化十六进制:960E。小数的处理:
0.4=0.5*0+0.25*1+0.125*1+0.0625*0+……
    实际上这永远算不完!这就是著名的浮点数精度问题。所以直到加上前面的整数部分算够53位就行了(隐藏位技术:最高位的1不写入内存)。
    如果你够耐心,手工算到53位那么因该是:38414.4(10)=1001011000001110.0110101010101010101010101010101010101(2)
(注:实际上我也没算到那么位,这个也只是意思一下,所谓的55 55 55 55 CD C1 E2 40 对应却是38414.4166666666642……)科学记数法为:1.001……乘以2的15次方。指数为15!
    于是来看阶码,一共11位,可以表示范围是-1024 ~ 1023。因为指数可以为负,为了便于计算,规定都先加上1023,在这里,15+1023=1038。二进制表示为:100 00001110
    符号位:正—— 0 !
    合在一起(尾数二进制最高位的1不要):
01000000 11100010 11000001 11001101 01010101 01010101 01010101 01010101
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