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C语言数据存储

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在引入知识之前,先来看一个案例,就知道了解浮点型数据存储的重要性与必要性。

举个例子:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
int main()
{
	int num = 9;
	float *pnum = (float *)&num;//强制转换类型
	printf("n的值为:%d\n",n);
	printf("*pFloat的值为:%f\n",*pnum);
	*pnum = 9.0;
	printf("num的值为:%d\n",n);
	printf("*pFloat的值为:%f\n",*pnum);
	return 0;
}

一般情况下我们都会认为*pnum打印的就是n的值,只不过是以浮点型打印出来,所以是9.000000啊,然后下面的n又因为*pnum的修改,加之因为%d输出,所以还是9啊,但是结果不是,打印出来的结果如下图所示:

结果与我们想的有很大的偏差。。。。。那就有必要让我们来了解浮点型数据的存储啦!

1.首先,根据上面的实例,我们可以发现整型和浮点型数据的存储方法是不一样的!

2.那么浮点型数据是怎么存储的呢?

(1)根据国际标准IEEE(电子和电子工程协会)754,任意一个二进制浮点数V可以表示为下面的形式:

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

## (-1)^S 表示符号位,当S=0时,V为正数;当S=1时,V为负数。

## M 表示有效数字,且1<=M<2

## 2^E表示指数位

举例来说:十进制的 5.0,写成二进制是 101.0,相当于 1.01 *2^2 。那么,按照上面的V的格式,可以得出S=0,M=1.01,E=2。

十进制的 -5.0,写成二进制是 -101.0 ,相当于 -1.01 * 2^2 。那么,S=1,M=1.01,E=2。

IEEE 754规定对于任意一个浮点数V都可以表示成V=(-1)^s * M *2^E,那我们是不是只要知道S、M、E三个值就可以确定一个浮点数?事实上,c语言内存存储浮点数时,也确实是只存储S、和指数E有关的一个值、和M有关的一个值(注意,这里不是直接存E、M) 详情如下:

相对应的float型是32位的,它的存储空间如下:

相对应的double型是64位的,它的存储空间如下:

对于M与E的特别规定:

E的使用:

所以我们再对刚才的代码加以解释:

1.首先我们先把n的补码写出来,因为n是正数,所以它的原反补相同。

2.按照上面的方法,把n的补码分解后发现它的E为全0,所以相当于一个无穷小的数字,所以此时*p为0.000000……

3.将*p改成9.0后按照上面的方法,先改成二进制 1001.1,然后写成 (-1)^0 * 1.001 * 2^3,最后按照格式变成补码,存到内存中去,此时补码为01000001000100000000000000000000,而n为整型数据,所以先取出这个补码,又因为其为正数,所以直接将补码转为十进制%d输出:

结果与我们之前执行的结果一致!

浮点型数据存储是很重要的知识点,它也加强了我们对数据存储的了解!

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