C语言深入探索浮点数的使用秘密

一、内存中的浮点数

浮点数在内存的存储方式为：符号位，指数，尾数

注：float 与 double 类型的数据在计算机内部的表示法是相同的，但由于所占存储空间的不同，其分别能够表示的数值范围和精度不同。

二、浮点数存储实例

浮点数的转换

• 将浮点数转换成二进制
• 用科学计数法表示二进制浮点数
• 计算指数偏移后的值

注意：计算指数时需要加上偏移量，而偏移量的值与类型有关。

示例：对于指数6，偏移后的值如下:

float：127 + 6 -> 133

double：1023 + 6-> 1029

实数 8.25 的在内存中的 float 表示

8.25的二进制表示：1000.01 -> 1.00001 * (2 ^ 3)

• 符号位：0
• 指数：127 + 3 -> 130 10000010
• 小数：00001

内存中 8.25 的 float 表示：

• 0 10000010 00001000000000000000000 -> 0x41040000

下面看一下 8.25 是不是在内存中表示为 0x41040000 吧：

#include <stdio.h>
 
int main()
{
    float f = 8.25;
    unsigned int* p = (unsigned int*)&f;
    printf("0x%08X\n", *p);
    return 0;
}

下面为输出结果：

三、浮点类型的秘密

首先看一下 int 类型和 float 类型的范围：

int 类型的范围：[-2 ^ 31,2 ^ 31 - 1]

float 类型的范围：[-3.4 * 10 ^ 38,3.4 * 10 ^ 38]

这就出现一个问题：int 和 float 都占4个字节的内存，为什么 float 却比 int 的范围大得多呢?

解释如下：

• float 能表示的具体数字的个数与 int 相同
• float 可表示的数字之间不是连续的，存在间隙
• float 只是一种近似的表示法，不能作为精确数使用
• 由于内存表示法相对复杂，float 的运算速度比 int 慢得多

注意：double 与 float 具有相同的内存表示法，因此 double 也是不精确的。由于 double 占用的内存较多，所能表示的精度比 float 高。

下面看一段 float 类型的不精确示例代码：

#include <stdio.h>
 
int main()
{
    float f = 3.1415f;
    float fl = 123456789;
    printf("%0.10f\n", f);
    printf("%0.10f\n", fl);
    return 0;
}

下面为输出结果：

这个示例就是表示 f 和 fl 小数点的后 10 位，结果表明，float 只是一种近似的表示法，不能作为精确数使用以及float 可表示的数字之间不是连续的，存在间隙。

四、小结

• 浮点类型与整数类型的内存表示法不同
• 浮点类型的内存表示更复杂
• 浮点类型可表示的范围更大
• 浮点类型是一种不精确的类型
• 浮点类型的运算速度较慢

到此这篇关于C语言深入探索浮点数的使用秘密的文章就介绍到这了,更多相关C语言浮点数内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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