【C语言】浮点型数据存储 和 整型数据存储的区别

现在计算机中的浮点数存储都是遵循IEEE754/854标准，以二进制的科学计数法存放到内存中。二进制浮点数是以符号数值表示法的格式存储——最高有效位被指定为符号位（sign bit）；“指数部分”，即次高有效的e个比特，存储指数部分；最后剩下的f个低有效位的比特，存储“有效数”（significand）的小数部分（在非规约形式下整数部分默认为0，其他情况下一律默认为1）。

对于浮点数在计算机中有两种存储的精度，即单精度和双精度，单精度是32位，双精度是64位。

float 的内存分布   符号位（1bit）指数部分（8bits） 尾数部分（23bits）
double 的内存分布  符号位（1bit）指数部分（11bits）尾数部分（52bits）

• S 符号位：0表示正数；1表示负数
• E 指数：即阶码，指明了小数点在数据中的位置
• M 尾数：小数点后面的存储部分
  • 为了让指数表示正、负引入了偏差码，float的为127，double的为1024

浮点数在计算机中的存储：

定义变量   float a;
十进制小数  a=10.5
大小: 4个字节 ---> 32位bit位 
10.5   ---->转化为二进制指数格式 
10 :-->十进制 转 二进制:1010
0.5:-->小数 十进制 转 二进制:0.1
组合转成二进制小数形式: 1010.1 ---> 把二进制小数转成科学计数法的形式（指数形式）: 1.0101 * 2^3
S 符号：0
E 指数：3 127+3=130 ---> 二进制为：10000010
M 尾数：0101 ---> 01010000000000000000000
所以，小数10.5在内存中的存储形式：0 10000010 01010000000000000000000

存储: 
	符号位: 0 
	指数位:1000 0010 --->指数3（引入偏差码）
	小数位:0101 补 19个0 

反之，将浮点数机器码转为小数形式：
例如：随机数 0 1000 0011 11101100000000000000000
	S 符号：0
	E 指数：1000 0011 --->131 ---> 131-127=4
	M 尾数：11101100000000000000000
	
	二进制小数形式：1.111011 * 2^4 ---> 11110.11 
	整数部分11110 ---> （0001 1110）---> 转换后结果为：30；
	小数部分0.11 权位相加↓
	0.5+0.25=0.75

索引
4 3 2 1 0 -1 -2
1 1 1 1 0. 1  1
1*2^4 + 1*2^3 +1*2^2^2 + 1*2^1 + 1*2^-1 + 1*2^-2（权位相加）
16        8       4        2      0.5      0.25

最终结果：
30.75

double a；
初始化/赋值和float一样 
大小: 8个字节 --- 64位长度
存储结构:64位
运算逻辑和float一样，因为64位太长，这里就不做演示了。

一定要很清楚数据在计算机的存储方式，知道数据布局可以帮助优化内存访问，提高程序运行效率；理解数据存储有助于识别和解决内存相关错误，如缓冲区溢出。确保数据类型和大小正确，避免精度损失或数据截断；不同平台的数据表示可能不同，了解存储方式可确保程序的可移植性等。

总之，了解数据存储方式是编写高效、安全、可靠代码的基础。

以上。

我是一个十分热爱技术的程序员，希望这篇文章能够对您有帮助，也希望认识更多热爱程序开发的小伙伴。
感谢！