IEEE754标准浮点数表示法

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1、IEEE754标准浮点数表示法[已验证正确性版本]大家都知道任何数据在内存中都是以二进制（1或着0）顺序存储的，每一个1或着0被称为1位，而在x86CPU上一个字节是8位。比如一个16位（2字节）的shortint型变量的值是1156，那么它的二进制表达就是：0000010010000100。由于IntelCPU的架构是LittleEndian（请参数机算机原理相关知识），所以它是按字节倒序存储的，那么就因该是这样：1000010000000100，这就是定点数1156在内存中的结构。那么浮点数是如何存储的呢？目前已知

2、的所有的C/C++编译器都是按照IEEE（国际电子电器工程师协会）制定的IEEE浮点数表示法来进行运算的。这种结构是一种科学表示法，用符号（正或负）、指数和尾数来表示，底数被确定为2，也就是说是把一个浮点数表示为尾数乘以2的指数次方再加上符号。下面来看一下具体的float的规格：float共计32位，折合4字节由最高到最低位分别是第31、30、29、……、0位31位是符号位，1表示该数为负，0反之。30-23位，一共8位是指数位。22-0位，一共23位是尾数位。每8位分为一组，分成4组，分别是A组、B组、C组、D组。每

3、一组是一个字节，在内存中逆序存储，即：DCBA我们先不考虑逆序存储的问题，因为那样会把读者彻底搞晕，所以我先按照顺序的来讲，最后再把他们翻过来就行了。现在让我们按照IEEE浮点数表示法，一步步的将float型浮点数123456.0f转换为十六进制代码。在处理这种不带小数的浮点数时，直接将整数部转化为二进制表示：11110001001000000也可以这样表示：11110001001000000.0然后将小数点向左移，一直移到离最高位只有1位，就是最高位的1：1.11100010010000000一共移动了16位，在布耳

4、运算中小数点每向左移一位就等于在以2为底的科学计算法表示中指数+1，所以原数就等于这样：1.11100010010000000*(2^16)好了，现在我们要的尾数和指数都出来了。显而易见，最高位永远是1，因为你不可能把买了16个鸡蛋说成是买了0016个鸡蛋吧？（呵呵，可别拿你买的臭鸡蛋甩我~），所以这个1我们还有必要保留他吗？（众：没有！）好的，我们删掉他。这样尾数的二进制就变成了：11100010010000000最后在尾数的后面补0，一直到补够23位：11100010010000000000000（MD，这些个0差

5、点没把我数的背过气去~）再回来看指数，一共8位，可以表示范围是0-255的无符号整数，也可以表示-128-127的有符号整数。但因为指数是可以为负的，所以为了统一把十进制的整数化为二进制时，都先加上127，在这里，我们的16加上127后就变成了143，二进制表示为：10001111123456.0f这个数是正的，所以符号位是0，那么我们按照前面讲的格式把它拼起来：0100011111110001001000000000000001000111111100010010000000000000再转化为16进制为：47F12

6、000，最后把它翻过来，就成了：0020F147。现在你自己把54321.0f转为二进制表示，自己动手练一下！ 有了上面的基础后，下面我再举一个带小数的例子来看一下为什么会出现精度问题。按照IEEE浮点数表示法，将float型浮点数123.456f转换为十六进制代码。对于这种带小数的就需要把整数部和小数部分开处理。整数部直接化二进制：1111011。小数部的处理比较麻烦一些，也不太好讲，可能反着讲效果好一点，比如有一个十进制纯小数0.57826，那么5是十分位，位阶是1/10；7是百分位，位阶是1/100；8是千分位，

7、位阶是1/1000……，这些位阶分母的关系是10^1、10^2、10^3……，现假设每一位的序列是{S1、S2、S3、……、Sn}，在这里就是5、7、8、2、6，而这个纯小数就可以这样表示：n=S1*(1/(10^1))+S2*(1/(10^2))+S3*(1/(10^3))+……+Sn*(1/(10^n))。把这个公式推广到b进制纯小数中就是这样：n=S1*(1/(b^1))+S2*(1/(b^2))+S3*(1/(b^3))+……+Sn*(1/(b^n))天哪，可恶的数学，我怎么快成了数学老师了！没办法，为了广大编

8、程爱好者的切身利益，喝口水继续！现在一个二进制纯小数比如0.100101011就应该比较好理解了，这个数的位阶序列就因该是1/(2^1)、1/(2^2)、1/(2^3)、1/(2^4)，即0.5、0.25、0.125、0.0625……。乘以S序列中的1或着0算出每一项再相加就可以得出原数了。现在你的基础知识因该足够了，再回过头来看