float和double变量的内存布局~~~~~~

浮点数在c/c++以及java中的内存布局遵循IEEE标准的,首先看一下IEEE所规定的存储的方式:

符号位 指数位 小数部分 指数偏移量
单精度浮点数 1 位[31] 8位 [30-23] 23位 [22-00] 127
双精度浮点数 1 位[63] 11 位[62-52] 52 位[51-00] 1023

解释一下,首先float变量按上述标准是4个字节,其中最高位为符号位,1代表此浮点数为负数,0代表正数,接下来的8位为指数位,范围0~255,,IEEE规定了一个偏移量127,指数位的值减去127为小数的偏移。低23位为小数部分,这23位是来描述浮点数的值,偏移为0的情况下,这23位数是一个浮点数的小数部分,也就是说位于小数点的右边。比如
0x3fc00000
符号位:0                 ->说明是正数。     
指数位:011 1111 1           -->偏移0
小数位:100 0000 0000 0000 0000 0000,-->1.10000000000000000000000为1.5
而按照规定,小数点前还隐含包括1,而这个1是不储存的,所以小数位实际是1.5,当偏移大于0时,小数点向右偏移相应的值,反之向左偏移相应的值。
以上就是IEEE的存储的基本原理,现在验证下,加深印象

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    float a=0.0;
    unsigned char *p=(unsigned char *)&a;
    *p=0;
    p++;
    *p=0;
    p++;
    *p=0xc0;
    p++;
    *p=0x3f;
    cout<<a<<endl;
    system("pause");
}
//输出1.5

0x40c00000
符号位:0                 ->说明是正数。     
指数位:100 0000 1          -->偏移2

小数位:100 0000 0000 0000 0000 0000,
由于偏移为2,1.100 0000 0000 0000 0000 0000变成了110.0 0000 0000 0000 0000 0000 所以0x40c00000值为6,同理0x3f400000值为0.75.
类似的我们可以明白double变量的内存布局了。由于小数位的计算方式比如11.11111...在计算时为1*2^1+1*2^0+1*2^(-1)+1*2^(-2)....可以看出在表示小数时,flaot的值不是连续的,事实上浮点数,以IEEE标准所能精确表示的仅仅是其中的一部分。
例如0.3,就不能被float所精确表示,如下面代码:

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    float a=0.3;
    cout.precision(20);
    for (int i=0;i<4;i++)
    {
        cout<<int(*(unsigned char*)((int)&a+i))<<endl;
    }
    cout<<a<<endl;
    system("pause");
}

可以算出float所能精确表示的个数,32位每位两个有限的状态~~~~~
了解了float布局,相应的下面代码问题的原因也就找到了~~~~

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    float a=2;
    int *p=(int*)&a;
    cout<<*p<<endl;//为什么输出的不是2
    cout<<a<<endl;
    system("pause");
}


posted @ 2013-03-29 21:52  N3verL4nd  阅读(264)  评论(0编辑  收藏  举报