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[C++知识库]浮点型数值在计算机内的存储方式

前言

不论一个数值是整型还是浮点型,他在计算机内都是以0和1来表示的,也就意味着同一串01码,我们既可以以指令方式读取,也可以以数值方式读取,按指令方式读取就说明这串01码是指令码,按数值方式读取就说明这串01码是数值码。从而说明,某一串01码的含义是什么,取决于我们以什么样的方式来看待、处理这段01码。

提出问题

浮点数在计算机中有单精度和双精度两种,在c语言中,float表示单精度浮点数,double表示双精度浮点数,且大多数都是以ieee754的方式进行存储。

那么float类型的1.0 , 0.9999999 , 0.99999999 在计算机中的二进制存储值是多少呢?

思路

刚才说到不论是什么类型的数值,计算机都是以01来表示,要想知道一个数在计算机内的二进制存储数值,其实就是分别获取这个数的每一位就好了。

我们可以利用int型指针来读取float型数值的每一位,并把每一位存入数组中,然后再输出。

代码

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

string inputFloat;
vector<int> binary;
float myFloat;

void invertToBinary()
{
    int *fact = (int *)&myFloat;
    int time = 32;
    while (time--)
    {
        binary.push_back((*fact >> time) & 1);
    }
}

int main()
{
    printf("Input the float you want to see:");

    getline(cin, inputFloat);

    cout << "inputFloat(string) = " << inputFloat << endl;

    myFloat = stof(inputFloat);

    printf("myFloat(float) = %f", myFloat);

    printf("\nBinary = ");

    invertToBinary();

    //printf("\nsize of binary : %d\n", binary.size());

    int time = 1;
    for (auto a : binary)
    {
        printf("%d", a);
        if (time == 1 || time == 9)
        {
            printf(",");
        }
        ++time;
    }
    return 0;
}

?演示

?

?

总结

?有些小数在计算机内是无法精确表示的,所以会设计舍入处理,不同的舍入处理,会造成不同的结果,例如在计算机内,1.0和0.99999999的表示是一样的。就是因为0.99999999没有办法用二进制来精确表示,所以就做了一定的舍入处理,处理之后的结果与1.0相同。同样的0.9999999也是没有办法用二进制精确表示,不同的是,他经过舍入处理之后与1.0不同。这个与ieee754的规定有关系。
?

注:说明一下为什么一定要用int型指针来处理float数,按理说用什么类型的指针都可以处理float数,但是因为后面为了获取每一位的具体数值,需要用到位操作,而位操作要求运算数是int型,所以才需要用int指针来读取。

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