float小记

c中不管32位还是64位机,float所占字节均为4字节,即32位,根据IEEE R32.24标准,float在内存中的存储格式为1位符号位,8位指数位,23位尾数位。

其中指数位算数取值范围为[0 ~ 255],但根据IEEE754标准,全0和全1分表代表浮点数0和浮点数无穷,被舍去,即0和255被舍去,所以范围变成[1 ~ 254],由于这是一整个数的一部分,不区分符号位,所以为了表示正负数,设立了偏移量,根据有符号8位取值范围[-127 ~ -0,0 ~ 127]去掉全0和全1变成[-126 ~ 127]得到偏移量为127,这样1即为-126,126即为-1。

由于浮点数在内存中是按科学计算法存储的,即 6.125 => 0b110.001 => 0b1.10001 * 22 ,由于任何浮点数都可以按1.x···x * 2n 表示,所以这里的个位数1就可以隐藏,所以23位尾数位就可以全部表示科学计数里的小数位,那么float可表示的最大绝对值数为 0b1.11111111111111111111111 * 2127,即为 (0b10 - 0b0.00000000000000000000001) * 2127 ,即 (2 - 2-23) * 2127 ,而 2 - 2-23 约等于2,即为 2128 ,所以初步计算,float范围为[-2128 ~ 2128]。
又由于指数位最小为-126,尾数位最小为全0,则float可表示的最小绝对值数为 0b1 * 2-126 ,即为 2-126 ,所以float取值范围为 [-2128 ~ -2-126,2-126 ~ 2128] 。

对于float精度,由于隐藏位始终为1,不作考虑,那么23位二进制数最多能表示8388607个数字,想再多表示一些数字,就会越位,一旦数字超出23位,存储时就意味着丢失精确值,使用的是近似值,这也就是为什么float数值到一定程度时是跳跃的,例如十进制1.2 转二进制为 0b1.00110011001100110011001(0011无限循环),这时候再转成十进制就变成了1.19999992847442627这个值,从这个例子也可以看出,位数越多,才能越无限趋近于1.2,23位所表示的趋近于1.2的精度也就7位,所以结合8388607这个数字以及更多的例子就可以得出float所能表示的十进制数最大精度为7位的结论。(关于精度,参考https://blog.csdn.net/albertsh/article/details/92385277这篇博客内容,因为当指数位为全0,且尾数位不为全0时,尾数中隐藏位可认为是0,则尾数位实际可表示最大数为224 - 1,即16777215,由于最高位是1,不能表示8位所有数,所以精度为7。)

关于指数位全0和全1,分别称为“非规格化值”和“特殊值”,其他为“规格化值”。
非规格化值:一方面用于表示0,另一方面表示接近于0的数。因为规格化值默认隐藏个位数1,所以表示是 [1~2) 范围内的数,所以指数位全0且尾数位不为全0时,无隐藏个位数1,或认为个位数是0,因此可提高所能最大表示的数,由原来223 - 1提高到224 - 1。而当指数位和尾数位全0时,根据符号位不同,区分-0.0和+0.0。
特殊值:当尾数位全0,根据符号位不同分别表示正无穷和负无穷;当尾数位不是全0,表示NaN。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 211,743评论 6 492
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,296评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 157,285评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,485评论 1 283
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,581评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,821评论 1 290
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,960评论 3 408
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,719评论 0 266
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,186评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,516评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,650评论 1 340
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,329评论 4 330
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,936评论 3 313
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,757评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,991评论 1 266
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,370评论 2 360
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,527评论 2 349

推荐阅读更多精彩内容