http://www.cnblogs.com/onedime/archive/2012/11/19/2778130.html
http://blog.csdn.net/adream307/article/details/7246993
ZC:
float f; int j = 0x7FFFFFFF; memcpy(&f, &i, sizeof(i));
一、
浮點型變量在計算機內存中占用4字節(Byte),即32-bit。遵循IEEE-754格式標准。
一個浮點數由2部分組成:底數m 和 指數e。
±mantissa × 2exponent
(注意,公式中的mantissa 和 exponent使用二進制表示)
底數部分 使用2進制數來表示此浮點數的實際值。
指數部分 占用8-bit的二進制數,可表示數值范圍為0-255。 但是指數應可正可負,所以IEEE規定,此處算出的次方須減去127才是真正的指數。所以float的指數可從 -126到128.
底數部分實際是占用24-bit的一個值,由於其最高位是e位 ,所以最高位省去不存儲,在存儲中只有23-bit。
到目前為止, 底數部分 23位 加上指數部分 8位 使用了31位。那么前面說過,float是占用4個字節即32-bit,那么還有一位是干嘛用的呢? 還有一位,其實就是4字節中的最高位,用來指示浮點數的正負,當最高位是1時,為負數,最高位是0時,為正數。
浮點數據就是按下表的格式存儲在4個字節中:
Address+0 Address+1 Address+2 Address+3
Contents SEEE EEEE EMMM MMMM MMMM MMMM MMMM MMMM S: 表示浮點數正負,1為負數,0為正數
E: 指數加上127后的值的二進制數
M: 24-bit的底數(只存儲23-bit)
主意:這里有個特例,浮點數 為0時,指數和底數都為0,但此前的公式不成立。因為2的0次方為1,所以,0是個特例。當然,這個特例也不用人為去解決,編譯器會自動去識別。
通過上面的格式,我們下面舉例看下4.5在計算機中存儲的具體數據:
Address+0 Address+1 Address+2 Address+3
Contents 0x40 0x90 0x00 0x00 接下來我們驗證下上面的數據表示的到底是不是4.5,從而也看下它的轉換過程。
由於浮點數不是以直接格式存儲,他有幾部分組成,所以要轉換浮點數,首先要把各部分的值分離出來。
Address+0 Address+1 Address+2 Address+3
格式 SEEEEEEE EMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM
二進制 01000000 10010000 00000000 00000000
16進制 40 90 00 00
可見:
S: 為0,是個正數。
E:為 10000001 轉為10進制為129,129-127=2,即實際指數部分為2。
M:為 00100000000000000000000。 這里,在底數左邊省略存儲了一個1,使用 實際底數表示為 1.00100000000000000000000
到此,我們吧三個部分的值都拎出來了,現在,我們通過指數部分E的值來調整底數部分M的值。調整方法為:如果指數E為負數,底數的小數點向左移,如果指數E為正數,底數的小數點向右移。小數點移動的位數由指數E的絕對值決定。
這里,E為正2,使用向右移2為即得:
100.100000000000000000000
至次,這個結果就是4.5的二進制浮點數,將他換算成10進制數就看到4.5了,如何轉換,看下面:
小數點左邊的100 表示為 (1 × 22) + (0 × 21) + (0 × 20), 其結果為 4。
小數點右邊的 .100… 表示為 (1 × 2-1) + (0 × 2-2) + (0 × 2-3) + ... ,其結果為.5 。
以上二值的和為4.5, 由於S 為0,使用為正數,即4.5 。
所以,16進制 0x40900000 是浮點數 4.5 。
上面是如何將計算機存儲中的二進制數如何轉換成實際浮點數,下面看下如何將一浮點數裝換成計算機存儲格式中的二進制數。
舉例將17.625換算成 float型。
首先,將17.625換算成二進制位:10001.101 ( 0.625 = 0.5+0.125, 0.5即 1/2, 0.125即 1/8 如果不會將小數部分轉換成二進制,請參考其他書籍。) 再將 10001.101 向右移,直到小數點前只剩一位 成了 1.0001101 x 2的4次方(因為右移了4位)。此時 我們的底數M和指數E就出來了:
底數部分M,因為小數點前必為1,所以IEEE規定只記錄小數點后的就好,所以此處底數為 0001101 。
指數部分E,實際為4,但須加上127,固為131,即二進制數 10000011
符號部分S,由於是正數,所以S為0.
綜上所述,17.625的 float 存儲格式就是:
0 10000011 00011010000000000000000
轉換成16進制:0x41 8D 00 00
所以,一看,還是占用了4個字節。
二、
float一共32位,其結構定義如下:
|-------- 31 -------|------------ 30-23 ------------ |------------ 22-0 ------------|
符號位(sign) 指數部分(exp) 小數部分(mag)
sign:符號位就一位,0表示正數,1表示負數
exp: 指數部分,無符號正數
mag:小數部分,定點小數,小數點在最左邊。
float的表達式 : pow(-1,sign) * (1+mag) * pow(2,exp-127)
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> int main(int argc,char *argv[]) { float f; int i; int sign; int exp; int mag; float d_mag; float f2; sscanf(argv[1],"%f",&f); //f=-0.12; i = *(int*)&f; sign = (i>>31)&0x01; exp = (i>>23)&0xFF; mag = i&0x7FFFFF; d_mag = 1.0f*mag/0x800000; f2 = (sign==0?1:-1)*(1+d_mag)*pow(2,exp-127); printf("float:f=%f\n",f); printf("sign=%X,exp=%X,mag=%X\n",sign,exp,mag); printf("float:f2=%f\n",f2); return 0; }
參考文獻:http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_754-1985
三、