【数据存储】浮点型数据在内存中的存储

简介: 【数据存储】浮点型数据在内存中的存储

1-0常见的浮点数

两种表示形式:

直接表示:3.14

类似科学计数法:1E10

常见的浮点数类型:float ,double(更多细节在float.h中定义,可使用软件everything里搜索)d078b2ee2a9c4e00bb4292a9914b4008.png

1-1浮点数在内存中的存储引入

先来看一道题引入

#include<stdio.h>
//浮点型数据在内存中的存储
int main()
{
  int a = 9;
  printf("%d\n", a);
  float* pa = (float*)&a;
  printf("%f\n", *pa);
  *pa = 9.0;
  printf("%d\n", a);
  printf("%f\n", *pa);
  return 0;
}

f9a073373dd44f0dba6388f1ba5abae2.png

1823e9e3161540e68e57c85f69957195.png

浅浅得出:

1.按整数(浮点数)的方式存进去,同时按照整数(浮点数)的视角拿出来是正常的

2.但是按整数(浮点数)的方式存进去,同时按照浮点数(整数)的视角拿出来不正常(和我们开始想的不一样)的

总结:

从这里我们可以看出整数和浮点数在内存中的存储方式是有区别的

1-2浮点数存的规则

任意一个二进制浮点数V可以表示成下面的形式:(可以联想为十进制的科学计数法)

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

(-1)^S表示符号位,当S=0,V为正数,当S为1,V为负数

M表示有效数字,1<=M<2

2^E表示指数位:

浮点型数据写成二进制时各个位的位权:


ca0c150467d043678af422d8f40443b6.png

举例子:


7f73c34ac55b4acb87efb8231cad05a2.png


2e1f6dadec5541b0b62883e1adcc1f67.png

对于float:


S表示的数据占1bite


E表示的数据占8bite


M表示的数据占23bite


020ebd8ccac044f8a8be9b82a1a87dcd.png


对于double:


S表示的数据占1bite


E表示的数据占11个bite


M表示的数据占52个bite


a18f069a656c48ffae98e4925803ac44.png


对于M和E还有特殊规定:


M(有效数字):(省略值)1<=E<2,由于范围的特殊性,这个E表示的数肯定是1.XXX,所以规定不存这个1,只存XXX,到时候拿出来的时候只需加上1.就行了


E(指数):(修正值)至于指数E,E为一个无符号整数(unsigned int)---规定的这里面的计算值只能是正整数。

这意味着,如果E为8位,它的取值范围为0-255:如果E为11位,它的取值范围为0-2047,但是,我们知道,科学计数法中的E是可以出现负数的,所以规定,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.比如,比如指数E是10的时候,保存成32位浮点数时,必须保存成10+127=137,即10001001.


267141d5d7b543adb07d6ba29d6c6893.png


来看两个十进制转换为在内存中二进制存储格式的例子:


例子1:float a=5.5


62ee3dca23fa4712938e5324cd56f4e9.png


例子2:float b=0.5;


46dffab0e5774d909ed84e9410db8255.png


1-3浮点数取的规则

情况1.当E不为全0或全1时

这时浮点数就采用:指数E的计算值减去127(或1023),得到真实值,在将有效数字M前加上第一位的1


48bf0c961e7d4e039e18dc05eaa92bde.png

情况2.当E为全0时

这时,浮点数的指数E等于1-127(或者1-1023)即为真实值(规定)

有效数字M不再加上第一位的1,而是还原为0.XXX的小数,这样做是为了表示+0和-0,以及接近0的很小数字。

9c262e87a0e34efe974cff59870361a5.png


情况3.当E为全1的时候

这时,浮点型的指数E等于255-127=128,也就是指数部分是2^128,这是一个非常大的数字,表示的是正无穷或者负无穷。(这里就留给读者自己举例子)

1-4重新研究引入的那一题:(结合存和取)


f9a073373dd44f0dba6388f1ba5abae2.png


1.按整型数的方式存进去,同时按照浮点数的视角拿出来


a9dbde440a0243a083458dc796f3e479.png


1-5.按浮点数的方式存进去,同时按照整型数的视角拿出来



6250323601044a92a6ebb8d0675013e7.png

dba534bab86047fd84b57fc8dcf31182.png

1-6关于这个浮点型和整型的输出转换:

1.较长型数据转换成短型数据输出时,其值不能超出短型数据允许的值范围,否则 转换时将出错。


1d59be1648314fda9b3513422489e3e6.png


2.输出的数据类型f(d)与输出格式%d(%f)不符时常常发生错误


8cc58ef924cd47edb85e641ddefd02ab.png


1-7 完结,撒花,等等,不如来一个小测试:

如果定义:float a=1.0f;

问题:通过调试的内存窗口你能查看到&a是什么呐?

答案:  0000803f

f538f3fb85df4bab977dbcf9ab41a068.png



目录
相关文章
|
23天前
|
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。
|
22天前
|
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。
46 1
|
27天前
|
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。
|
29天前
|
监控 Java easyexcel
面试官:POI大量数据读取内存溢出?如何解决?
【10月更文挑战第14天】 在处理大量数据时,使用Apache POI库读取Excel文件可能会导致内存溢出的问题。这是因为POI在读取Excel文件时,会将整个文档加载到内存中,如果文件过大,就会消耗大量内存。以下是一些解决这一问题的策略:
69 1
|
4月前
|
存储 分布式计算 Hadoop
HadoopCPU、内存、存储限制
【7月更文挑战第13天】
279 14
|
3月前
|
存储 编译器 C语言
【C语言篇】数据在内存中的存储(超详细)
浮点数就采⽤下⾯的规则表⽰,即指数E的真实值加上127(或1023),再将有效数字M去掉整数部分的1。
370 0
|
1月前
|
存储 弹性计算 算法
前端大模型应用笔记(四):如何在资源受限例如1核和1G内存的端侧或ECS上运行一个合适的向量存储库及如何优化
本文探讨了在资源受限的嵌入式设备(如1核处理器和1GB内存)上实现高效向量存储和检索的方法,旨在支持端侧大模型应用。文章分析了Annoy、HNSWLib、NMSLib、FLANN、VP-Trees和Lshbox等向量存储库的特点与适用场景,推荐Annoy作为多数情况下的首选方案,并提出了数据预处理、索引优化、查询优化等策略以提升性能。通过这些方法,即使在资源受限的环境中也能实现高效的向量检索。
|
1月前
|
存储 编译器
数据在内存中的存储
数据在内存中的存储
41 4
|
1月前
|
存储 Java
JVM知识体系学习四:排序规范(happens-before原则)、对象创建过程、对象的内存中存储布局、对象的大小、对象头内容、对象如何定位、对象如何分配
这篇文章详细地介绍了Java对象的创建过程、内存布局、对象头的MarkWord、对象的定位方式以及对象的分配策略,并深入探讨了happens-before原则以确保多线程环境下的正确同步。
53 0
JVM知识体系学习四:排序规范(happens-before原则)、对象创建过程、对象的内存中存储布局、对象的大小、对象头内容、对象如何定位、对象如何分配
|
1月前
|
存储 机器学习/深度学习 人工智能
数据在内存中的存储
数据在内存中的存储