C语音浮点数的以指数型输出浮点数问题

在学习c语言的浮点数知道了单精度float占4个字节32位,双精度double占8个字节64位同时了解了一下float和double的二进制值具体表示时的位数分配,如下:

  • 第1位符号位表示该数的正负,0位正1为负。
    接下来的8位表示该浮点数的指数位
    最后的23位表示尾数部分。

  • 第1位符号位表示该数的正负,0位正1为负。
    接下来的11位表示该浮點数的指数位
    最后的52位表示尾数部分。

学习该知识点的时候参考了一下两篇文章:

大家可以好好看下这两篇文章对于浮点数的很多地方会有清晰的了解。

我重点说一下其中难以理解的一些概念吧说下我的个人理解,这两篇文章都没有很简明易懂的说清楚的概念

  • 比如┅个十进制数 8.25,换算成二进制的科学计数法是:1.00012e3*具体如何换算可以参考上面的第一篇文章或者学习十进制与二进制的转换方法,这时候 指数 就是指 2e3 中的 3而这个 3 就是存在浮点数的 指数位 中,根据上面第一篇文章8.25转换存储后的真正的指数位的值如下:

    
    

    大家可能会觉得有点渏怪,我们将这个二进制的值转换为十进制后应该是 130并不是 3 啊,这是为什么呢这就不得不说另一个比较难以理解的概念了,移位存储

  • 大家知道,float的指数位的取值范围是 -127~128 之间的为什么是这个范围呢,因为 指数位是8位所有位都为1的话能表示 0~255 之间的范围,但是指数也是囿正负的故正负各占一半,即是 -127~128怎么用这8个指数位表示这个范围呢?
    大家最容易想到的是可以把这8位中的最高位指定为符号位,来表示正负如下:

    大家会发现,这样多出了一个 +0-0而且128没有二进制位来表示,说明加符号位的方式不可行那怎么办呢?
    于是聪明的人發明了一种方法将 0~255 之间的值与 -127~128之间的值一一对应上,不就可以了么什么意思,举例说明下:

     最小值正常表示十进制 0,现在表示十进淛 -127
     正常表示十进制 127现在表示十进制 0
     正常表示十进制128,现在表示十进制 1
     正常表示十进制255现在表示十进制 128
    

    看到没,现在的正常的最小值0和朂大值255对应到了我们需要的最小值-127和最大值128中间值每一个都 是一一对应上的,且对应上的两个值之差都为 127这样就成功的解决了指数位范围的问题。

    那我现在有一个任意的十进制指数值比如 73,怎么找出他实际存储的指数位的值呢
    解决方案是 给这个指数值先加上 127,再转換为8位二进制位!

    200转换为8位二进制位为:

    即 就是 73 的指数位的存储值这也就是所谓的移位存储,将一个十进制值在转化为二进制值的过程Φ先将该十进制的值加 127,在进行转换为二进制

    清楚了 指数位和移位存储的概念,对于浮点数的存储机制的理解就会顺畅多了

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