整数和浮点数在内存中的存储方式
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浮点数在内存中的存储方式任何数据在内存中都是以二进制的形式存储的,例如一个short型数据1156,其二进制表示形式为00000100 10000100。
则在Intel CPU架构的系统中,存放方式为10000100(低地址单元) 00000100(高地址单元),因为Intel CPU的架构是小端模式。
但是对于浮点数在内存是如何存储的?目前所有的C/C++编译器都是采用IEEE所制定的标准浮点格式,即二进制科学表示法。
在二进制科学表示法中,S=M*2^N 主要由三部分构成:符号位+阶码(N)+尾数(M)。
对于float型数据,其二进制有32位,其中符号位1位,阶码8位,尾数23位;对于double型数据,其二进制为64位,符号位1位,阶码11位,尾数52位。
31 30-23 22-0float 符号位阶码尾数63 62-52 51-0double 符号位阶码尾数符号位:0表示正,1表示负阶码:这里阶码采用移码表示,对于float型数据其规定偏置量为127,阶码有正有负,对于8位二进制,则其表示范围为-128-127,double型规定为1023,其表示范围为-1024-1023。
比如对于float型数据,若阶码的真实值为2,则加上127后为129,其阶码表示形式为10000010尾数:有效数字位,即部分二进制位(小数点后面的二进制位),因为规定M的整数部分恒为1,所以这个1就不进行存储了。
下面举例说明:float型数据125.5转换为标准浮点格式125二进制表示形式为1111101,小数部分表示为二进制为1,则125.5二进制表示为1111101.1,由于规定尾数的整数部分恒为1,则表示为1.1111011*2^6,阶码为6,加上127为133,则表示为10000101,而对于尾数将整数部分1去掉,为1111011,在其后面补0使其位数达到23位,则为11110110000000000000000则其二进制表示形式为0 10000101 11110110000000000000000,则在内存中存放方式为:00000000 低地址000000001111101101000010 高地址而反过来若要根据二进制形式求算浮点数如0 10000101 11110110000000000000000由于符号为为0,则为正数。
在C语言中,`int`、`double`和`float`是基本的数据类型,它们用于存储整数和浮点数。
1. `int`:这是一个整数类型,通常用于存储整数值。
在大多数系统中,`int`的大小是4字节(32位),但这也可能因系统而异。
例如,你可以声明一个`int`变量如下:
```c
int myInteger;
```
2. `double`:这是一个双精度浮点数类型,通常用于存储带有小数的数值。
`double`通常占用8字节(64位)的内存空间。
例如,你可以声明一个`double`变量如下:
```c
double myDouble;
```
3. `float`:这是一个单精度浮点数类型,与`double`类型相比,它使用的内存更少。
但是,请注意,精度可能会降低。
`float`通常占用4字节(32位)的内存空间。
例如,你可以声明一个`float`
变量如下:
```c
float myFloat;
```
在使用这些类型时,你应该根据你的需求选择最合适的类型。
例如,如果你知道你的数字不会有小数并且不会超过整型的范围,那么使用`int`可能会更有效率。
然而,如果你需要存储较大的数值或者有小数点的数值,那么应该使用`double`或`float`。
还要注意,当你从其他数据类型转换到浮点数时,可能会丢失精度。
例如,如果你将一个整数转换为浮点数,然后再次转换回整数,可能不会得到原始值,因为浮点数不能精确地表示所有的整数。
同样地,当将浮点数转换为整数时,小数部分会被丢弃。
浮点数在内存中的存储⽅式1、在使⽤switch(value)时,value的类型可以是浮点吗?2、判断浮点数是否相等时,可以⽤float f1,f2; if(fi==f2){do something;}吗?都不可以。
这涉及浮点数在内存中的存储⽅式。
⼀、float型在内存中占4字节,double占8字节。
单精度float在内存中的存储格式如下图(1位符号位S,8位指数位E,23位有效数字M):双精度double在内存中的存储格式如下图(1位符号位S,11位指数位E,52位有效数字M):本⽂主要说单精度浮点型float,double类似。
(-1)^S * M * 2^E(-1)^S表⽰正负,S=1时为负,S=0时为正;M表⽰有效数字,1<=M<2;2^(E-127)表⽰指数位。
如⼗进制8.125,将其转化成⼆进制形式:对于整数部分8:8/2 商:4 余:04/2 商:2 余:02/2 商:1 余:01/2 商:0 余:1余数逆序,所以8的⼆进制为:1000对于⼩数部分0.125,:0.125*2 整数:0 ⼩数:0.250.25*2 整数:0 ⼩数:0.50.5*2 整数:1 ⼩数:0整数部分正序,所以0.125的⼆进制为:001所以8.125的⼆进制形式为:1000.001,即1.000001 * 2^3。
因是正数,所以,S=0;因M表⽰有效数字,1<=M<2,所以M=1.xxxxxxx,其中⼩数点前的1是固定的,可省略,则M只需要表⽰⼩数点后的数即可,故可⽤23位有效数字表⽰M部分,则8.125的M部分为 000 0010 0000 0000 0000 0000;⽽E部分8位是unsigned char,范围为0~255,但科学计数法的指数部分有正有负,故整体偏移127,⽤0~255来表⽰-127~128,所以8.125的指数E部分,实际写的是E:3+127=130=1000 0010,综上:8.125在内存中的存放bit为 0 1000 0010 000 0010 0000 0000 0000 0000 0000 ,即0x41020000程序验证⼀下:float f=8.125f;unsigned char *p = (unsigned char *)&f;printf("%x %x %x %x\n",p[0], p[1], p[2], p[3]);结果:0 0 2 41⼩端存储模式,低字节在前,⾼字节在后。
c语言存储数据的方式C语言是一种广泛应用于计算机科学领域的编程语言,它提供了多种存储数据的方式。
本文将介绍几种常见的C语言数据存储方式,包括变量、数组、结构体、枚举和指针。
1. 变量变量是C语言中最基本的数据存储方式。
通过声明变量可以为不同类型的数据分配内存空间,并可以对其进行读取和修改。
常见的变量类型包括整型、浮点型、字符型等。
例如,可以使用int型变量来存储整数,float型变量来存储浮点数,char型变量来存储字符。
2. 数组数组是一种按顺序存储相同类型数据的集合。
通过声明数组可以在内存中分配一块连续的空间来存储数据。
数组的元素可以通过索引访问,索引从0开始。
例如,可以使用int型数组来存储一组整数,float型数组来存储一组浮点数,char型数组来存储一组字符。
3. 结构体结构体是一种自定义的数据类型,可以将多个不同类型的数据组合在一起。
通过声明结构体可以定义一个包含多个成员的数据结构,并可以为每个成员分配内存空间。
结构体的成员可以通过.运算符来访问。
例如,可以使用struct关键字定义一个学生结构体,包含姓名、年龄和成绩等成员。
4. 枚举枚举是一种自定义的数据类型,用于定义一组相关的常量。
通过声明枚举可以为每个常量分配一个整数值,并可以使用这些常量来表示特定的状态或选项。
例如,可以使用enum关键字定义一个颜色枚举,包含红、绿、蓝等常量。
5. 指针指针是一种特殊的变量,用于存储内存地址。
通过声明指针可以指向其他变量或数据结构的内存地址,并可以通过解引用操作符*来访问指针所指向的值。
指针在C语言中常用于动态内存分配和函数传参等场景。
例如,可以使用int型指针来存储一个整数变量的内存地址,char型指针来存储一个字符数组的内存地址。
总结起来,C语言提供了多种灵活的数据存储方式,包括变量、数组、结构体、枚举和指针。
合理选择不同的数据存储方式可以根据实际需求来提高程序的效率和可读性。
在实际编程中,根据数据类型和数据结构的特点,选择合适的存储方式是非常重要的。
各种类型的变量所需存储空间和能够存储的范围变量是程序中用来存储数据的容器。
在编程语言中,各种类型的变量具有不同的存储空间和存储范围。
1. 整数变量:整数变量用来存储整数值。
在大多数编程语言中,整数变量的存储空间由它的数据类型决定。
通常,整数类型可以是有符号或无符号的。
有符号整数在存储空间中使用一个位来表示符号,而无符号整数没有符号位。
整数类型的存储空间通常以字节为单位,范围可以从8位(1字节)到32位(4字节)或更多。
存储范围根据数据类型可以从-2^(n-1)到2^(n-1)-1,其中n表示位数。
2. 浮点数变量:浮点数变量用来存储小数值。
浮点数类型通常有单精度和双精度两种。
在大多数编程语言中,单精度浮点数的存储空间为4字节,而双精度浮点数的存储空间为8字节。
单精度浮点数的范围约为10^38,双精度浮点数的范围约为10^308。
3. 字符变量:字符变量用来存储单个字符。
在大多数编程语言中,字符变量的存储空间为1字节。
字符变量通常可以存储ASCII字符集、Unicode字符集或其他编码系统的字符。
存储范围取决于字符集的大小。
4. 布尔变量:布尔变量用来存储布尔值,即真或假。
在大多数编程语言中,布尔变量的存储空间为1字节,通常用0表示假,用1表示真。
5. 数组变量:数组变量用来存储一组相同类型的值。
存储空间取决于数组的大小和元素类型。
数组的存储范围与其元素类型的存储范围相同。
6. 结构体变量:结构体变量用来存储不同类型的值组成的复合数据。
结构体的存储空间取决于其成员变量的类型和数量。
需要注意的是,不同的编程语言可能对变量的存储空间和存储范围有所不同。
此外,某些编程语言提供了更多类型的变量,如枚举、指针等,它们具有特定的存储空间和范围。
因此,在选择变量类型时,需要根据具体的编程语言和需求来确定适当的变量类型。
浮点数(单精度浮点数与双精度浮点数)在计算机中的存储在计算机中,浮点数是以特定的格式存储的,这种格式可以表示实数的整数部分和小数部分。
根据精度的不同,浮点数可以分为单精度浮点数(float)和双精度浮点数(double)。
这两种类型的浮点数在计算机中的存储方式略有不同。
1.单精度浮点数(float)单精度浮点数使用32位(bit)来存储,其中1位用于符号(sign),8位用于指数(exponent),23位用于尾数(mantissa)。
这种表示方法可以提供大约6位十进制的精度。
符号位(sign bit):占用了第0位,用于表示正负。
0表示正数,1表示负数。
指数位(exponent bits):占用了第1到第8位,用于表示浮点数的指数部分。
这部分采用了偏移编码,也就是将实际指数值加上一个偏移量(bias),一般这个偏移量是127。
尾数位(mantissa bits):占用了第9到第31位,用于表示浮点数的小数部分。
这部分通常被归一化,即小数点移动的位置被记录在指数中,而小数点后面的具体数值被记录在尾数中。
2.双精度浮点数(double)双精度浮点数使用64位(bit)来存储,其中1位用于符号(sign),11位用于指数(exponent),52位用于尾数(mantissa)。
这种表示方法可以提供大约15位十进制的精度。
符号位(sign bit):占用了第0位,用于表示正负。
0表示正数,1表示负数。
指数位(exponent bits):占用了第1到第11位,用于表示浮点数的指数部分。
这部分同样采用了偏移编码,偏移量一般是1023。
尾数位(mantissa bits):占用了第12到第63位,用于表示浮点数的小数部分。
这部分通常被归一化,即小数点移动的位置被记录在指数中,而小数点后面的具体数值被记录在尾数中。
无论是单精度浮点数还是双精度浮点数,它们都需要遵循IEEE 754标准,这个标准详细规定了浮点数的存储格式以及如何进行算术运算。
C语⾔中float,double类型,在内存中的结构(存储⽅式).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 32double 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。
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)科学记数法为:1.001……乘以2的15次⽅。
c语言浮点数在内存中的存储形式C语言中的浮点数在内存中的存储形式是由IEEE 754标准所规定的。
IEEE 754是一种用于浮点数计算的二进制表示方法,它定义了浮点数的存储格式、运算规则和异常处理等。
浮点数在内存中的存储形式可以分为三个部分:符号位、指数位和尾数位。
其中,符号位用于表示浮点数的正负,指数位用于表示浮点数的大小,尾数位用于表示浮点数的精度。
让我们来看一下符号位的存储。
符号位只占用一个bit位,用于表示浮点数的正负。
当符号位为0时,表示浮点数为正;当符号位为1时,表示浮点数为负。
接下来是指数位的存储。
指数位通常占用8个bit位,用于表示浮点数的大小。
指数位使用移码表示法,即将真实的指数值加上一个偏移量,然后用二进制表示。
这个偏移量是一个固定的值,一般为127。
例如,如果浮点数的指数为3,则在指数位中存储的值为3+127=130。
这样,指数位可以表示的范围是从-127到128。
最后是尾数位的存储。
尾数位通常占用23个bit位,用于表示浮点数的精度。
尾数位使用二进制补码表示法,即将小数部分乘以2的23次方,然后用整数表示。
例如,如果浮点数的小数部分为0.75,则在尾数位中存储的值为0.75*2^23=1572864。
浮点数在内存中的存储形式可以表示为:符号位(1 bit) + 指数位(8 bits) + 尾数位(23 bits)。
这种存储形式可以有效地表示各种大小和精度的浮点数。
需要注意的是,由于浮点数的存储是有限的,所以在进行浮点数计算时可能会出现舍入误差。
这是由于浮点数的表示范围和精度有限所导致的。
因此,在进行浮点数计算时,需要注意避免累积误差和比较误差的问题。
浮点数的存储形式还可以表示特殊的值,如正无穷大、负无穷大和NaN(Not a Number)。
这些特殊的值在浮点数计算中有着特殊的处理规则。
总结一下,C语言中的浮点数采用IEEE 754标准定义的存储形式,包括符号位、指数位和尾数位。
字节、字、双字,整数,双整数和浮点数详解1.引言1.1 概述在计算机科学和编程领域,字节、字、双字、整数、双整数和浮点数是非常重要的概念和数据类型。
它们在存储和处理数据时起着关键作用。
本文将对这些概念和数据类型进行详细解释和讨论。
首先,字节是计算机存储和处理数据的基本单位之一。
一个字节由8位二进制数字组成,可以表示256种不同的值。
字节一般用于存储和表示字符,例如ASCII码中的每个字符都用一个字节表示。
接下来,字是字节的扩展,通常由两个字节组成。
字是更大的数据单元,可以表示更多的不同值。
字通常用于存储和表示较大的字符集,如Unicode编码中的字符。
双字是对字的一种拓展,由四个字节组成。
双字可以表示更大范围的数据,通常用于存储和处理较大的整数和浮点数。
然后,整数是一种完整的数值数据类型,用于表示不带小数部分的数值。
整数可以是负数、零或正数,其取值范围取决于所使用的字节数。
整数常用于计算、逻辑运算和数据存储。
双整数是对整数的一种拓展,由两个整数组成。
双整数可以表示更大范围的整数值,通常用于需要更精确的计算和表示的情况。
最后,浮点数是一种带有小数部分的数值数据类型。
浮点数通常由双字表示,其中一部分用于存储小数部分,另一部分用于存储指数部分。
浮点数常用于科学计算、图形处理和物理模拟等领域。
本文将详细探讨字节、字、双字、整数、双整数和浮点数的定义、特点、应用、表示方式、运算规则和数据范围等方面内容。
通过深入理解这些概念和数据类型,我们可以更好地理解计算机的内部处理和存储方式,并在编程中更加灵活和高效地处理数据。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以写成以下方式:1.2 文章结构本文将详细介绍字节、字、双字、整数、双整数和浮点数的概念以及其应用。
文章结构如下:2.正文2.1 字节2.1.1 定义本节将介绍字节的定义,以及字节在计算机中的作用和意义。
2.1.2 应用本节将探讨字节在不同应用场景下的具体应用,例如在存储和传输数据中的作用。
浮点型数据在内存中的存储形式在计算机中,浮点型数据是一种用来表示实数的数据类型。
浮点型数据的存储形式是通过使用一定的位数来表示实数的整数部分和小数部分,以及表示实数的符号位。
浮点型数据的存储形式可以分为单精度浮点型和双精度浮点型两种。
1. 单精度浮点型单精度浮点型数据通常使用32位来进行存储。
在这32位中,首先使用1位来表示符号位,表示实数的正负。
接下来的8位用来表示指数部分,用来表示实数的数量级。
最后的23位用来表示尾数部分,用来表示实数的精度。
具体来说,单精度浮点型数据的存储形式如下:符号位(1位)指数部分(8位)尾数部分(23位)其中,符号位可以取0或1,分别表示正数和负数。
指数部分使用移码表示法,即通过偏移一个固定的值来表示实际的指数。
尾数部分使用尾数的二进制表示,用来表示实数的小数部分。
2. 双精度浮点型双精度浮点型数据通常使用64位来进行存储。
在这64位中,首先使用1位来表示符号位,表示实数的正负。
接下来的11位用来表示指数部分,用来表示实数的数量级。
最后的52位用来表示尾数部分,用来表示实数的精度。
具体来说,双精度浮点型数据的存储形式如下:符号位(1位)指数部分(11位)尾数部分(52位)其中,符号位可以取0或1,分别表示正数和负数。
指数部分使用移码表示法,即通过偏移一个固定的值来表示实际的指数。
尾数部分使用尾数的二进制表示,用来表示实数的小数部分。
浮点型数据在内存中的存储形式是通过将整数部分和小数部分分别存储在指定的位数中,以及使用符号位来表示实数的正负。
通过这种方式,计算机可以对实数进行精确的表示和计算。
需要注意的是,由于浮点数的存储形式中存在有限的位数,所以在进行浮点数的运算时,可能会出现精度损失的情况。
这是因为某些实数无法精确地用有限的位数来表示,从而导致计算结果的误差。
因此,在进行浮点数的计算时,需要注意处理精度损失的问题,以避免出现错误的结果。
总结起来,浮点型数据在内存中的存储形式是通过使用一定的位数来表示实数的整数部分和小数部分,以及表示实数的符号位。
整数和浮点数在内存中的存储方式
内存储器的最小单位称为“位(bite)”,存放0或1,是一个二进制位。
一个“字节(byte)”由八位组成,并给每个字节分配一个地址。
若干个字节组成一个“字(word)”,用来存放一条机器指令或一个数据。
一、整数
C语言中,一个int整数通常有两个字节存放,最高位存放整数的符号,正整数置0负整数置1。
1、正整数:两个字节存放的最大正整数是:0111111111111111,即十进制32767。
2、负整数:
①负整数在内存中以补码形式存放,即按位取反得到反码,反码加1得到补码。
②将补码形式存放的二进制数转换成十进制的负整数的步骤
☆按位取反
☆转化成十进制数,并添加负号
☆对所求数值减1
3、无符号型:此类型没有符号位,16位全部为有效位,即两个字节存放的最大正整数是:1111111111111111,即十进制65535。
二、浮点数
浮点数保存的字节格式如下:
地址+0 +1 +2 +3
内容SEEE EEEE EMMM MMMM MMMMMMMMMMMMMMMM
这里
S 代表符号位,1是负,0是正
E 偏移127的幂,二进制阶码=(EEEEEEEE)-127。
M 24位的尾数保存在23位中,只存储23位,最高位固定为1。
此方法用最较少的位数实现了
较高的有效位数,提高了精度。
零是一个特定值,幂是0 尾数也是0。
浮点数-12.5作为一个十六进制数0xC1480000保存在存储区中,这个值如下:
地址+0 +1 +2 +3
内容0xC1 0x48 0x00 0x00
浮点数和十六进制等效保存值之间的转换相当简单。
下面的例子说明上面的值-12.5如何转
换。
浮点保存值不是一个直接的格式,要转换为一个浮点数,位必须按上面的浮点数保存格式表
所列的那样分开,例如:
地址+0 +1 +2 +3
格式SEEE EEEE EMMM MMMM MMMMMMMMMMMMMMMM
二进制11000001 01001000 00000000 00000000
十六进制C1 48 00 00
从这个例子可以得到下面的信息:
符号位是1 表示一个负数
幂是二进制10000010或十进制130,130减去127是3,就是实际的幂。
尾数是后面的二进制数10010000000000000000000
在尾数的左边有一个省略的小数点和1,这个1在浮点数的保存中经常省略,加上一个1和小数
点到尾数的开头,得到尾数值如下:
1.10010000000000000000000
接着,根据指数调整尾数.一个负的指数向左移动小数点.一个正的指数向右移动小数点.因为
指数是3,尾数调整如下:
1100.10000000000000000000
结果是一个二进制浮点数,小数点左边的二进制数代表所处位置的2的幂,例如:1100表示
(1*2^3)+(1*2^2)+(0*2^1)+(0*2^0)=12。
小数点的右边也代表所处位置的2的幂,只是幂是负的。
例如:.100...表示(1*2^(-1))+
(0*2^(-2))+(0*2^(-2))...=0.5。
这些值的和是12.5。
因为设置的符号位表示这数是负的,因此十六进制值0xC1480000表示-
12.5。
三、运算
(1)二进制小数转化为十进制小数
比如把二进制小数110.11转化为十进制小数,步骤如下:
(2)十进制小数转化为二进制小数
方法是这样的:先分别把十进制小数的整数部分和小数部分转化为二进制,然后合并即可。
当然整数部分很简单,直接进行二进制转化,而小数部分就不一样了。
具体做法是:用2乘十进制小数,可以得到积,将积的整数部分取出,再用2乘余下的小数部分,又得到一个积,再将积的整数部分取出,如此进行,直到积中的整数部分为零,或者整数部分为1,此时0或1为二进制的最后一位,或者达到所要求的精度为止。
比如:
将十进制小数173.8125转化为二进制小数
即
所以最终得到:。