浮点数在计算机中的存储方式
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浮点数单精度浮点数与双精度浮点数在计算机中的存储浮点数是一种用于表示实数的数学概念,在计算机中以不同的精度进行存储。
单精度浮点数和双精度浮点数分别以32位和64位的二进制格式来表示实数。
单精度浮点数是按照IEEE754标准规定的,它使用32位来存储一个浮点数。
它将这32位划分为三个部分:符号位、指数位和尾数位。
具体来说,其中1位用于表示符号位(0表示正数,1表示负数),8位用于表示指数位,23位用于表示尾数位。
指数位用于表示浮点数的大小范围,尾数位用于表示浮点数的精度。
单精度浮点数可以表示的范围是从2的-126次方到2的127次方之间。
双精度浮点数也遵循IEEE754标准,它使用64位来存储一个浮点数。
它将这64位划分为三个部分:符号位、指数位和尾数位。
其中1位用于表示符号位,11位用于表示指数位,52位用于表示尾数位。
双精度浮点数的指数位和尾数位比单精度浮点数更长,因此双精度浮点数的精度更高。
双精度浮点数可以表示的范围是从2的-1022次方到2的1023次方之间。
在计算机中,浮点数的存储会存在一定的舍入误差。
这是因为浮点数的二进制表示是有限的,无法准确表示一些实数。
舍入误差会在浮点数的运算和比较中产生影响,可能导致计算的结果和预期不一致。
因此,在使用浮点数进行计算时,需要注意舍入误差的问题,并采取相应的处理措施,如四舍五入或使用更高精度的类型来存储浮点数。
总之,浮点数的存储以单精度和双精度形式存在于计算机中。
单精度浮点数以32位二进制格式存储,双精度浮点数以64位二进制格式存储。
浮点数的存储使用二进制科学计数法,其中包括符号位、指数位和尾数位。
在计算机中存储浮点数会存在一定的舍入误差,需要注意处理。
浮点数在计算机中的存储十进制浮点数格式:浮点数格式使用科学计数法表示实数。
科学计数法把数字表示为系数(coefficient)(也称为尾数(mantissa)),和指数(exponent)两部分。
比如3.684*10^2. 在十进制中,指数的基数为10,并且表示小数点移动多少位以生成系数。
每次小数点向前移动时,指数就递增;每次小数点向后移动时,指数就递减。
例如,25.92 可表示为2.592 * 10^1,其中2.592 是系数,值10^1 是指数。
必须把系数和指数相乘,才能得到原始的实数。
另外,如0.00172 可表示为1.72*10^-3,数字1.72 必须和10^-3 相乘才能获得原始值。
二进制浮点格式:计算机系统使用二进制浮点数,这种格式使用二进制科学计数法的格式表示数值。
数字按照二进制格式表示,那么系数和指数都是基于二进制的,而不是十进制,例如1.0101*2^2.在十进制里,像0.159 这样的值,表示的是0 + (1/10) + (5/100) + (9/1000)。
相同的原则也适用二进制。
比如,1.0101 乘以2^2 后,生成二进制值101.01 ,这个值表示二进制整数5,加上分数(0/2) + (1/4) 。
这生成十进制值5.25 。
下表列出几个二进制二进制十进制分数十进制值0.1 1/2 0.50.01 1/4 0.250.001 1/8 0.1250.0001 1/16 0.06250.00001 1/32 0.031250.000001 1/64 0.015625几个二进制浮点例子:二进制十进制分数十进制值10.101 2+1/2+1/8 2.62510011.001 19+1/8 19.12510110.1101 22+1/2+1/4+1/16 22.81251101.011 13+1/4+1/8 13.375编写二进制浮点值时,二进制通常被规格化了。
这个操作把小数点移动到最左侧的数位,并且修改指针进行补偿。
float double存储在计算机中,浮点数是一种表示实数的方法。
它们通常用来处理具有小数的数学问题。
在计算机中,浮点数以两种形式存储:float和double。
本文将探讨float和double的存储方式以及它们之间的区别。
1. 浮点数的表示方法计算机中的浮点数表示为:±(1.M) × 2^E其中,±表示正负号,M表示一个小数的二进制表示,2^E表示幂。
浮点数的表示方法是限制了精度(即小数点后的位数)和指数的范围。
此外,浮点数的存储方式取决于计算机的体系结构和操作系统。
2. float的存储方式在IEEE 754标准中,float数据类型用32位(4字节)存储。
具体而言,float类型由1个符号位、8个指数位、23个小数位组成。
其中,符号位代表正负号,指数位用于表示指数,小数位用于表示小数部分。
指数位可以表示-127至128范围内的指数。
因此,float类型的精度大约为7位小数。
例如,0.15625的二进制表示为0.00101。
在转换成float类型时,我们需要进行归一化处理,因此这个数应为±(1.01) × 2^(-3)。
在IEEE 754标准中,这个数的二进制表示为00111110 00101000 00000000 00000000。
其中,符号位为0(表示正数),指数位为01111010(表示-3+127=124),小数位为00101000000000000000000(精确到23位),因此,这个数在float类型下的二进制表示为01011110 10010100 00000000 00000000。
3. double的存储方式与float相比,double类型的存储方式更为精确。
在IEEE 754标准中,double类型用64位(8字节)存储。
具体而言,double类型由1个符号位、11个指数位、52个小数位组成。
指数位可以表示-1023至1024范围内的指数,因此double类型的精度大约为15-16位小数。
浮点数在计算机中的存储浮点数是在计算机中表示实数的一种方法。
它由两个部分组成:尾数和指数。
单精度浮点数和双精度浮点数是两种不同精度的浮点数表示方式。
单精度浮点数采用32位的二进制表示,其中1位表示符号位,8位表示指数位,剩下的23位表示尾数位。
符号位确定数的正负,指数位表示浮点数的指数部分,尾数位表示浮点数的尾数部分。
双精度浮点数采用64位的二进制表示,其中1位表示符号位,11位表示指数位,剩下的52位表示尾数位。
双精度浮点数的存储空间比单精度浮点数更大,因此能够表示更大范围和更高精度的数值。
在计算机中存储浮点数时,会将其转换为二进制,并按照指定的格式存储。
以单精度浮点数为例,符号位、指数位和尾数位会按照一定的规则进行编码和存储。
这种编码方式被称为IEEE754浮点数标准。
根据IEEE754浮点数标准,单精度浮点数的取值范围约为1.4×10⁻⁴⁵~3.4×10³⁸,双精度浮点数的取值范围约为4.9×10⁻³²~1.8×10³⁰⁸。
双精度浮点数相比单精度浮点数能够表示更大范围和更高精度的数值,但同时也需要更多的存储空间。
浮点数在计算机存储中的表示方式是通过将数字拆分成符号、指数和尾数三个部分,并使用二进制编码进行存储。
这种表示方式能够满足大多数实数的表示需求,但由于浮点数在计算机中的存储是近似表示,所以在进行浮点数运算时可能会存在一定的舍入误差。
因此,在高精度计算或要求精度较高的应用中,可能需要采用其他更精确的表示方法。
计算机浮点数存储方式
计算机浮点数存储方式是指将实数表示为计算机能够识别和处理的数字表示方式,是计算机科学实现用计算机进行数值计算的基础。
一、浮点数的百分数形式:
浮点数的百分数形式是将实数用百分制表示的形式,用百分号后跟一个实数表示,例如0.123%表示实数的0.00123。
二、浮点数的二进制形式:
浮点数的二进制形式是将实数用二进制表示,它由符号位、指数位和尾数部分组成,符号位用来表示实数的正负,指数位表示实数的施加次方,而尾数位则表示实数的非零部分。
三、浮点数的十进制形式:
浮点数的十进制形式是将实数用十进制表示,它同样由符号位、指数位和尾数部分组成,符号位用来表示实数的正负,指数位表示实数的施加次方,而尾数位则表示实数的非零部分,例如123e-4表示1.23;1230e+4表示1230000 。
四、浮点数的十六进制形式:
浮点数的十六进制形式是将实数用十六进制表示,它由符号位、指数
位和尾数部分组成,符号位用来表示实数的正负,指数位表示实数的
施加次方,而尾数位则表示实数的非零部分,例如0x3.FF235p-4表示0.99975。
五、浮点数的某些特殊表示:
浮点数还有一些特殊的表示,包括浮点数的IEEE754二进制表示格式、单精度浮点数的32位和双精度浮点数的64位等,这些特殊表示格式
可以更加紧凑地表示实数,更方便计算机进行计算。
总结:
总之,计算机浮点数存储方式是一种将实数转换为计算机可以识别并
进行处理的形式的方法,包括百分数形式、二进制形式、十进制形式、十六进制形式及其他特殊表示形式。
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。
ieee754标准32位浮点数和普通浮点数浮点数是计算机中常用的一种数据类型,用来表示实数。
在计算机中,浮点数采用科学计数法形式存储,具有有效数字和指数部分。
IEEE754标准是一种用于表示浮点数的二进制标准,其中32位浮点数是其中的一种变体。
首先,我们来介绍普通的浮点数表示方式。
普通浮点数采用符号位、指数位和尾数位的形式进行存储。
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数量级,尾数位用于表示浮点数的精度。
然而,普通浮点数的表示方式存在一些问题。
例如,对于小数点后面的位数,普通浮点数的表示精度相对较低。
此外,普通浮点数的表示方式对于极大或极小的数值表达能力不足。
因此,IEEE754标准引入了32位浮点数的表示方式。
IEEE754标准32位浮点数采用了单精度浮点数的格式进行存储。
它与普通浮点数相比,在表示范围和精度方面有所优化。
32位浮点数使用了1个符号位、8个指数位和23个尾数位。
符号位用于表示浮点数的正负,0表示正数,1表示负数。
指数位用于表示浮点数的数量级,通过对指数位的移位操作,可以实现对浮点数表示范围的扩展。
尾数位用于表示浮点数的精度,通过对尾数位的有效位数进行调整,可以实现对浮点数表示精度的控制。
由于32位浮点数的表示方式相对于普通浮点数来说更为精确,因此在科学计算、图形处理等领域广泛应用。
它能够满足大部分计算需求,并且具有较高的计算速度和较小的存储空间。
总之,IEEE754标准32位浮点数和普通浮点数都是计算机中常用的表示实数的方法。
普通浮点数适用于一般计算需求,而32位浮点数则在对浮点数精度和表示范围要求较高的场景下更具优势。
了解它们的特点和应用场景,对于正确、高效地使用浮点数具有重要意义。
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。
c语言浮点数的存储方式在C语言中,浮点数是以二进制的形式存储的。
具体来说,浮点数在内存中由三部分组成:符号位、指数位和尾数位。
1.符号位:用于表示浮点数的正负。
在内存中,符号位使用一位(0或1)表示。
如果该位为0,则该数为正数;如果该位为1,则该数为负数。
2.指数位:用于表示浮点数的数值大小。
在内存中,指数位使用移码表示法来表示。
移码表示法是将真值数的二进制表示形式中的符号位(最高位)保持为0,其余部分原样保持不变,然后对整个数加一个偏移量(通常是最大负数的绝对值)。
3.尾数位:用于表示浮点数的有效数字。
在内存中,尾数位使用原码表示法来表示。
原码表示法是将真值数的二进制表示形式中的符号位保持不变,其余部分取反后加1得到。
例如,将浮点数8.5转换为二进制存储方式,可以按照以下步骤进行:1.符号位:由于8.5是正数,因此符号位为0。
2.指数位:首先将8.5转换为科学计数法8.5=2^3 × 0.11011,其中指数位为3。
由于使用的是移码表示法,因此需要将3转换为二进制数0011,然后将最高位(符号位)置为0,得到移码表示法的指数位0001 1000。
3.尾数位:将0.11011转换为二进制小数0.00001 1000 0000 0000 00000000,然后将符号位(最高位)置为负号,其余部分保持不变,得到尾数位的原码表示法1 1000 0000 0000 0000 000。
最后将这个原码表示法的尾数位取反后加1,得到尾数位的补码表示法1 1111 1111 1111 1111 111。
因此,8.5在内存中的存储方式为:•符号位:第32位为0(正数)•指数位:从第33到39位为移码表示法的指数位(其中第33位为符号位):0 001 1 0(其中空格用于分隔每一位)•尾数位:从第40到62位为尾数位的补码表示法:1 111 1 1(其中空格用于分隔每一位)注意,在不同的计算机系统中,浮点数的存储方式可能会有所不同。
浮点数储存方式
浮点数是一种用于表示实数的数据类型,包括小数和指数部分。
在计算机中,浮点数的储存方式是通过“IEEE 754浮点数标准”来定义的。
IEEE 754标准规定了浮点数的储存结构和运算规则,分为单精度和双精度两种类型。
单精度浮点数占用4个字节,双精度浮点数占用8个字节。
浮点数的储存方式采用了科学计数法,即将数值表示为一个尾数和一个指数的乘积。
尾数用于表示数值的大小,指数用于表示数值的位移。
浮点数的储存方式还包括符号位,用于表示数值的正负。
在计算机内部,浮点数的储存方式是以二进制形式进行的。
单精度浮点数采用了32位二进制形式,其中1位表示符号位,8位表示指数部分,剩余23位表示尾数部分。
双精度浮点数采用了64位二进制形式,其中1位表示符号位,11位表示指数部分,剩余52位表示尾数部分。
由于浮点数的储存方式采用了科学计数法,所以能够表示的数值范围比整数要大得多。
但是,由于浮点数的精度有限,所以在进行复杂的数值计算时需要注意其精度误差。
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C语言和C#语言中,对于浮点类型的数据采用单精度类型(float)和双精度类型(double)来存储,float数据占用32bit,double数据占用64bit,我们在声明一个变量float f= 2.25f的时候,是如何分配内存的呢?如果胡乱分配,那世界岂不是乱套了么,其实不论是float还是double在存储方式上都是遵从IEEE 的规范的,float遵从的是IEEE R32.24 ,而double 遵从的是R64.53。
无论是单精度还是双精度在存储中都分为三个部分:
1.符号位(Sign) : 0代表正,1代表为负
2.指数位(Exponent):用于存储科学计数法中的指数数据,并且采用移
位存储
3.尾数部分(Mantissa):尾数部分
其中float的存储方式如下图所示:
而双精度的存储方式为:
R32.24和R64.53的存储方式都是用科学计数法来存储数据的,比如8.25
用十进制的科学计数法表示就为:8.25*,而120.5可以表示
为:1.205*,这些小学的知识就不用多说了吧。
而我们傻蛋计算机根本不认
识十进制的数据,他只认识0,1,所以在计算机存储中,首先要将上面的数更改为二进制的科学计数法表示,8.25用二进制表示可表示为1000.01,我靠,不会连这都不会转换吧?那我估计要没辙了。
120.5用二进制表示为:1110110.1用二进制的科学计数法表示1000.01可以表示为
1.0001*,1110110.1可以表示为1.1101101*,任何一个数都的科学计
数法表示都为1.xxx*,尾数部分就可以表示为xxxx,第一位都是1嘛,干嘛还要表示呀?可以将小数点前面的1省略,所以23bit的尾数部分,可以表示的精度却变成了24bit,道理就是在这里,那24bit能精确到小数点后几位呢,我们知道9的二进制表示为1001,所以4bit能精确十进制中的1位小数点,24bit就能使float能精确到小数点后6位,而对于指数部分,因为指数可正可负,8位的指数位能表示的指数范围就应该为:-127-128了,所以指数部分的存储采用移位存储,存储的数据为元数据+127,下面就看看8.25和120.5在内存中真正的存储方式。
首先看下8.25,用二进制的科学计数法表示为:1.00001*
按照上面的存储方式,符号位为:0,表示为正,指数位为:3+127=130 ,位数部分为,故8.25的存储方式如下图所示:
而单精度浮点数120.5的存储方式如下图所示:
那么如果给出内存中一段数据,并且告诉你是单精度存储的话,你如何知道该数据的十进制数值呢?其实就是对上面的反推过程,比如给出如下内存数据:0100001011101101000000000000,首先我们现将该数据分段,0 1000 0101 110 1101 0000 0000 0000 0000,在内存中的存储就为下图所示:
根据我们的计算方式,可以计算出,这样一组数据表示
为:1.1101101*=120.5
而双精度浮点数的存储和单精度的存储大同小异,不同的是指数部分和尾数部分的位数。
所以这里不再详细的介绍双精度的存储方式了,只将120.5的最后存储方式图给出,大家可以仔细想想为何是这样子的
下面我就这个基础知识点来解决一个我们的一个疑惑,请看下面一段程序,注意观察输出结果
float f = 2.2f;
double d = (double)f;
Console.WriteLine(d.ToString("0.0000000000000"));
f = 2.25f;
d = (double)f;
Console.WriteLine(d.ToString("0.0000000000000"));
可能输出的结果让大家疑惑不解,单精度的2.2转换为双精度后,精确到小数点后13位后变为了2.2000000476837,而单精度的2.25转换为双精度后,变为了2.2500000000000,为何2.2在转换后的数值更改了而2.25却没有更改呢?很奇怪吧?其实通过上面关于两种存储结果的介绍,我们已经大概能找到答案。
首先我们看看2.25的单精度存储方式,很简单0 1000 0001 001 0000 0000 0000 0000 0000,而2.25的双精度表示为:0 100 0000 0001 0010 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000,这样2.25在进行强制转换的时候,数值是不会变的,而我们再看看2.2呢,2.2用科学计数法表示应该为:将十进制的小数转换为二进制的小数的方法为将小数*2,取整数部分,所以0.2*2=0.4,所以二进制小数第一位为0.4的整数部分0,0.4×2=0.8,第二位为0,0.8*2=1.6,第三位为1,0.6×2 = 1.2,第四位为1,0.2*2=0.4,第五位为0,这样永远也不可能乘到=1.0,得到的二进制是一个无限循环的排列00110011001100110011... ,对于单精度数据来说,尾数只能表示24bit的精度,所以2.2的float存储为:
但是这样存储方式,换算成十进制的值,却不会是2.2的,应为十进制在转换为二进制的时候可能会不准确,如2.2,而double类型的数据也存在同样的问题,所以在浮点数表示中会产生些许的误差,在单精度转换为双精度的时候,也会存在误差的问题,对于能够用二进制表示的十进制数据,如2.25,这个误差就会不存在,所以会出现上面比较奇怪的输出结果。
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