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c语言中float类型的存储及IEEE规范

时间:2022-12-24 10:09:03浏览次数:62  
标签:存储 二进制 double float unsigned hptr IEEE

  float是​​浮点型​​数据类型。也是​​postgresql​​/​​sql server​​中float/float4都指的是单精度(real在pg中就是单精度,保证6位而非7位精度,范围从1E-37~1E+37),使用c语言的浮点数直接存储实现。

  float是C语言的基本数据类型中的一种,表示单精度​​浮点数​​。C语言规定单精度浮点型在内存占用4个字节,精度为7位,取值范围为:3.4*10^-38 ~3.4*10^38或者-(3.4*10^-38 ~3.4*10^38)。所以,float的精度是保证至少7位有效数字是准确的float的取值范围[-3.4028235E38, 3.4028235E38],精确范围是[-340282346638528859811704183484516925440, 340282346638528859811704183484516925440]

  float在内存中的存储遵循IEEE 754标准。在C/C++中,float类型占4个字节即32位 , 这32位分成了3部分:

  • 符号位:转化成二进制后,第31位。 0代表正数,1代表负数
  • 阶码:30-23位,转化成规格化的二进制之后与127之和
  • 尾数:22-0位

c语言中float类型的存储及IEEE规范_取整

例如:13.625在内存中的存储

首先将13.625转化成二进制

整数部分除2取余,直到商为0停止 。最后读数时,从最后一个余数读起,一直到最前面的一个余数

c语言中float类型的存储及IEEE规范_单精度_02

所以整数部分13的二进制位 1101;

小数部分乘2取整,然后从前往后读。0.625*2 = 1.25 取整 1

0.25*2 = 0.5 取整 0

0.5*2 = 1 取整 1

所以小数部分的二进制 101

然后将 1101.101的小数点向左移至小数点前只有一个1,即左移3位 。(这里为二进制的特定表示方法,将整数部分划为1)

阶码就是3+127 = 130 即:1000 0010

符号位:0

尾数 :因为小数点前必为一,所以记录小数点后面的数即可 101101

0100 0001 0101 1010 0000 0000 0000 0000

转换成16进制后为 41 5A 00 00

验证c语言的float实现符合IEEE规范

  将32位标准IEEE754格式的二进制存储格式赋值给float类型输出,如果输出结果与二进制存储格式对应的数值相同说明C语言中float,double类型符合IEEE754格式

#include <stdio.h>
void main()
{
float* a;
unsigned int hex = 0x41A4C000; //0x41AAC000 代表小数为20.59375
a = &hex;
printf("%.2f", *a);
}

  注:real(sql server中超过24位)/float8是非精确的双精度类型。

float和double类型网络字节序转主机序

// double类型
printf(" h = %#X",*((uint64_t *)hptr));
uint64_t hostv = __builtin_bswap64(*((uint64_t *)hptr));
double *d_hptr = &hostv;
printf(" h = (%d bytes) '%lf'\n", PQgetlength(res, i, h_fnum), *d_hptr);

// float类型
float i = 9.9;
unsigned int *i_f = &i;
unsigned int n_i_f = htonl(*i_f);
paramValues[2] = (char *) &n_i_f;
paramLengths[2] = sizeof(i);

===========
unsigned int hex = ntohl(*((uint32_t *) iptr));
float *ival = &hex;
printf(" i = (%d bytes) '%#X' '%.2f'\n", PQgetlength(res, i, i_fnum), ntohl(*((uint32_t *) iptr)), *ival);

float和real

浮点数据为近似值。real 的 ISO 同义词为 ​​float(24)​​

c语言中float类型的存储及IEEE规范_浮点数_03

n 视为下列两个可能值之一。 如果 1<=n<=24,则将 n 视为 24。 如果 25<=n<=53,则将 n 视为 53。

注:在数据库中,number/numeric是采用结构体实现的,一般类似{char *prec, char *scale, char signbit}。

​https://baike.baidu.com/item/IEEE%20754/3869922​​ 

​https://www.zhihu.com/question/21711083​​ 清晰解读IEEE 754

​​lightdb extra_float_digits--控制浮点数精度​​

​https://www.codenong.com/105252/​​ gcc对字节序的支持扩展



标签:存储,二进制,double,float,unsigned,hptr,IEEE
From: https://blog.51cto.com/zhjh256/5967042

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