浮点数在计算机中的编码方式

在阅读《C++反汇编与逆向分析技术揭秘》一书中遇到了一个有趣的问题,摘出来跟大家分享下。
在这里插入图片描述

浮点数编码转换采用的是IEEE规定的编码标准,float和double这两种类型数据的转换原理相同,只是用于表示的范围有些区别,IEEE规定的浮点数编码会将一个浮点数转换为二进制数。**以科学记数法划分,将浮点数拆为3部分:符号、指数、尾数。
float类型在内存中占4字节(32位)。其中最高位用于表示
符号**;再剩下的31位中,从右往左取8位用于表示指数,其余的表示尾数,如上图所示

以12.25f为例:
12.25对应的二进制:1100.01,整数部分为1100,小数部分为01。(整数理解不难,小数为什么这样呢?)
小数部分转化二进制采用的是不同方法:十进制小数转换成二进制小数采用"乘2取整
不了解的同学点这里:小数转化二进制的方法

具体做法是:用2乘十进制小数,可以得到积,将积的整数部分取出,再用2乘余下的小数部分,又得到一个积,再将积的整数部分取出,如此进行,直到积中的小数部分为零,此时0或1为二进制的最后一位。或者达到所要求的精度为止。

比如小数为0.250.25*2 = 0.50
0.5*2  = 1.01
所以结果就是01

结果12.25转化二进制结果是1100.01,接下来用科学记数法表示的话,小数点移动三位,则指数位为3并且需要加上127,这是为什么呢?书中提到:

由于指数可能出现负数,十进制数127可表示为二进制数01111111.IEEE编码方式规定,当指数域小于01111111时为一个负数,反之为正数,因此01111111为0(这里理解记忆就行了感觉)

以上就解决了符号位,指数位了。符号位为 0,指数位为(3+127)二进制表示为10000010
接下来尾数位则作下拼接:12.25二进制剩下的低位用0补全到23位的尾数位,并且在IEEE编码中尾数位最高位恒为1,故此忽略不计
结果---------0 10000010 10001000000000000000000,对应的Hex = 0x41440000

例题2:-0.125f
同样的步骤:
小数位转化二进制:
0.1252 = 0.25 :0
0.25
2 = 0.5 :0
0.5 * 2 = 1 :1
转化结果 0.001,科学记数法表示为1x10^-3
符号位:1(负数)
指数位:-3+127(原因上文提到了)二进制表示为0111 1100
尾数 :00000000000000000000000
结果:1 0111 1100 00000000000000000000000,对应的Hex = 0xBE000000

例题3:(比较特殊一点)1.3f
转化二进制:1.010011001100110011001…(循环1001因为乘2取整是无穷的,不信你们试试,哈哈)
符号位:1
指数位:0+127 二进制:01111111
尾数 :01001100110011001…考虑到float的精度范围,舍弃了精度范围之外的小数位
结果 :10111111101001100110011001100110, 对应的hex = 0x3FA66666

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/weixin_43084928/article/details/83865689