数据在内存中的存储(浮点型)

简介: 数据在内存中的存储(浮点型)

引言


image.png

今天写了这样的一道题目,刚开始我就直接以为二者之间就只有9.0跟9的区别而已。

结果最后的结果是这样的

image.png

为什么会出现这样的结果呢,这可能便是由于浮点数的存储方式与整形并不是适用于同一套规则。

浮点数的储存规则


一个数可以转化成二进制,浮点数也不例外,正如 5.5 转换之后就变成了101.1,小数点左边的各位都表示为 2^0 2^1... 而右边的各位表示为2^-1 2^-2...;也正是因为如此浮点数也会出现由于精度不够而出现的数据丢失现象。


根据国际标准IEEE(电气和电子工程协会) 754,任意一个二进制浮点数可以表示成下面的形式:


(-1)^S * M * 2^E


(-1)^S表示符号位,当S=0,为正数;当S=1,为负数。


M表示有效数字,大于等于1,小于2。


2^E表示指数位。


因为中间的那个数是大于等于 1 小于 2 的所以通过移动小数点来实现正如十进制那样,移了几个就乘上该进制位数的次方,经过转换之后 5.5 就变成了 1.011 * 2 ^ 2 .


对于32比特位的浮点数来说,分配给S一位 8位分给了E剩下的23位分给了M,成如下的形式.

image.png

而对于64位的浮点数,最高的1位是符号位S,接着的11位是指数E,剩下的52位为有效数字M

image.png

同时,在储存的时候由于M必定位于1~2之中第一位数带 1 是必然现象,因此为了节约数位,将M小数点前的1舍去,需要应用的时候再加上.


至于E它是一个无符号类型的整型,意味着它的取值为0~255是没有负数的,为了避免负数的产生,所以IEEE 754规定,存入内存时E的真实值必须再加上一个中间数,对于8位的E,这个中间数 是127;对于11位的E,这个中间 数是1023。在加上这个数之后并转为二进制进行储存.那现在我们的S 为0 E为129转换成二进制位则为 1000 0001 M为 011 剩余的位则用 0 来补齐.


于是我们最终的结果就是 0100 0000 1011 0000 0000 0000储存在内存里面.

从内存中使用的条件


E不全为0或不全为1

则直接加上127并给 M 加上1

E全为0

浮点数的指数E等于1-127(或者1-1023)

E全为1

如果有效数字M全为0,表示±无穷大(正负取决于符号位s);

问题解决


于是我们现在便有能力来解决刚刚那道题目了.

image.png

0x00000009就变成了 S 为0, E 也为0, M为000 0000 0000 0000 0000 1001的数,

image.png

那我们便可列出表达式 (-1)^0*2*(-127)*9为一个十分接近 0 的正数因为太小所以直接打印0出来;


而9.0在内存中存储形式是 (-1)^0*2^3*1.001;S = 0 E = 3+127 = 130 M = 1.001,转换成二进制位则是  0100 0001 0001 0000 0000 0000 0000 0000


而这个数换算成十进制则为

image.png

于程序所得出的答案相同.

如此我们便搞懂了浮点数类型的数据是如何在内存之中存储的,以及该如何使用,找到与整型之间的区别,本体就是考察整型存储的数据换算成浮点型,以及浮点型数据转化为整型.刚开始可能有些生疏但是看久用久了自然就会熟悉.

目录
相关文章
|
25天前
|
存储 编译器 数据处理
C 语言结构体与位域:高效数据组织与内存优化
C语言中的结构体与位域是实现高效数据组织和内存优化的重要工具。结构体允许将不同类型的数据组合成一个整体,而位域则进一步允许对结构体成员的位进行精细控制,以节省内存空间。两者结合使用,可在嵌入式系统等资源受限环境中发挥巨大作用。
54 11
|
2月前
|
监控 算法 应用服务中间件
“四两拨千斤” —— 1.2MB 数据如何吃掉 10GB 内存
一个特殊请求引发服务器内存用量暴涨进而导致进程 OOM 的惨案。
|
2月前
|
存储 C语言
数据在内存中的存储方式
本文介绍了计算机中整数和浮点数的存储方式,包括整数的原码、反码、补码,以及浮点数的IEEE754标准存储格式。同时,探讨了大小端字节序的概念及其判断方法,通过实例代码展示了这些概念的实际应用。
91 1
|
2月前
|
存储
共用体在内存中如何存储数据
共用体(Union)在内存中为所有成员分配同一段内存空间,大小等于最大成员所需的空间。这意味着所有成员共享同一块内存,但同一时间只能存储其中一个成员的数据,无法同时保存多个成员的值。
|
22天前
|
缓存 Prometheus 监控
Elasticsearch集群JVM调优设置合适的堆内存大小
Elasticsearch集群JVM调优设置合适的堆内存大小
174 1
|
12天前
|
存储 监控 算法
深入探索Java虚拟机(JVM)的内存管理机制
本文旨在为读者提供对Java虚拟机(JVM)内存管理机制的深入理解。通过详细解析JVM的内存结构、垃圾回收算法以及性能优化策略,本文不仅揭示了Java程序高效运行背后的原理,还为开发者提供了优化应用程序性能的实用技巧。不同于常规摘要仅概述文章大意,本文摘要将简要介绍JVM内存管理的关键点,为读者提供一个清晰的学习路线图。
|
20天前
|
Java
JVM内存参数
-Xmx[]:堆空间最大内存 -Xms[]:堆空间最小内存,一般设置成跟堆空间最大内存一样的 -Xmn[]:新生代的最大内存 -xx[use 垃圾回收器名称]:指定垃圾回收器 -xss:设置单个线程栈大小 一般设堆空间为最大可用物理地址的百分之80
|
22天前
|
Java
JVM运行时数据区(内存结构)
1)虚拟机栈:每次调用方法都会在虚拟机栈中产生一个栈帧,每个栈帧中都有方法的参数、局部变量、方法出口等信息,方法执行完毕后释放栈帧 (2)本地方法栈:为native修饰的本地方法提供的空间,在HotSpot中与虚拟机合二为一 (3)程序计数器:保存指令执行的地址,方便线程切回后能继续执行代码
19 3
|
22天前
|
存储 缓存 监控
Elasticsearch集群JVM调优堆外内存
Elasticsearch集群JVM调优堆外内存
44 1
|
1月前
|
Arthas 监控 Java
JVM进阶调优系列(9)大厂面试官:内存溢出几种?能否现场演示一下?| 面试就那点事
本文介绍了JVM内存溢出(OOM)的四种类型:堆内存、栈内存、元数据区和直接内存溢出。每种类型通过示例代码演示了如何触发OOM,并分析了其原因。文章还提供了如何使用JVM命令工具(如jmap、jhat、GCeasy、Arthas等)分析和定位内存溢出问题的方法。最后,强调了合理设置JVM参数和及时回收内存的重要性。