float型数据表示的最大数字到底是多少(答案:0x7f7f ffff)

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C语言中float型数据表示的最大数字为3.402823E38。

FLOAT数据类型用于存储单精度浮点数。具有4个字节,包括一个符号位、一个8位二进制指数和一个23位尾数。由于尾数的高顺序位始终为1,因此它不是以数字形式存储的。此表示形式为float类型,提供了一个在-3.402823E38到3.402823E38之间的范围。


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 在linux上运行如下代码:

#include
int main(){
  float a=16777216;
  float b=16777217;
  float c=16777218;
  float d=16777219;
  float e=16777220;

  printf("a=%f\n",a);
  printf("b=%f\n",b);
  printf("c=%f\n",c);
  printf("d=%f\n",d);
  printf("e=%f\n",e);

  return 0;
}

  结果:

a=16777216.000000
b=16777216.000000
c=16777218.000000
d=16777220.000000
e=16777220.000000
   发现了吗:结果没有输出16777217和16777219!

   实际上,根据IEEE754标准,一个32位二进制浮点数可以表示为由一位符号位S、八位指数位E‘和23位小数位M构成。

   按照一般情况来说,一个float型的最大值应该是1.111...11 X 2^127 (2^8-127)。远远超出16777216这个数值。

   但是实际上指数有那么大而尾数不一定有那么大,尾数最大为2^24=16777216。也就是说当用float表示16777217时

,实际上把最右一位舍弃掉了,只能表示左边24位的数。但是16777218不同,它的最右一位是0,截断最后一位并没有影

响,只需要把指数加一就行。也就是说在值float大于16777216之后因此,虽然说float型的最大值有2^127之多,但是由于尾数的限制,很多float型数在超过16777216

时是表达不了的。


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1.float类型

float类型占四个字节,每个字节占8位,总共32位,其内存结构如下图:

 

31位为符号位:0表示正数,1表示负数

31~23位:共8位表示指数位,内存存储数据从0~2^8-1=255,由于指数可以是正也可以是负,所以指数位采用移位存储表示数据,8位有符号有可表示数据从-128~127,所以指数位表示的实际指数应该是无符号位数减去127,例如0000 0000表示为0-127=-127,1111 1111表示为255-127=128,1000 0001表示为129-127=2

22~0位:共23位表示尾数位,内存存储数据从0~2^23-1=8388607

例如:-1.01*2^3

符号:为1表示负数

指数为:3

尾数为:1.01

由于计算机中只能存储二进制数据,所以十进制数据必须转成二进制数

例如:-8.25=1000.01=-1.00001*2^3

所以 -8.25

符号位为:1

指数位为:3+127=130=10000010

尾数位为:00001,因为尾数位第一个数都为1所以1就省略了

则内存表示为:

float型数据表示的最大数字到底是多少(答案:0x7f7f ffff)_第1张图片

 


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double类型

float型数据表示的最大数字到底是多少(答案:0x7f7f ffff)_第2张图片

同样用-8.25=1000.01=-1.00001*2^3来验证
符号位为:1
指数位:由于11位无符号表示数据范围为0-2047,有符号范围为-1023-1024,所示实际值应该要用内存无符号数-1023,例如000 0000 0000为0-1023=-1023 ,111 1111 1111为2047-1023=1024, 100 0000 0010为1026-1023=3,所示-8.25指数位为 100 0000 0010
尾数位为:0000 1000 0000 0000 ...后面全是0,总共52位
则-8.25 double类型为:1100 0000 0010 0000 1000 0000 .......后面全是0,总共64位
十六进制为:C0 20 80 00 00 00 00 00
 


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float最大值

要想获得正最大值,那就令符号位为0,指数位和尾数位全为1,则应该是最大会是,最大值应该为:
1.11111111111111111111111*2^128=(2-2^-23)*2^128= 6.805646932770577*10^38
则float类型十六进制表示为:0x7fff ffff 
上面这个数据是不对的 

因为:

阶码的范围是-126~127,不是我们认为的-127~128

所以正确的表示为:

1.11111111111111111111111*2^127=(2-2^-23)*2^127= 3.4028234663852886*10^38

则十六进制表示为:0x7f7f ffff

该文章知识作为个人笔记,大部分知识来源于书本或网络整理总结;

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