Java中的float在内存中的存储

最近在讲Java基础,讲到数据类型的转换,提到整数类型长字节类型数据放到短字节类型数据中时,由于字节数不够,会截断数据,所以需要程序员手动强制类型转换,例如将int型的数据放到byte类型中。

后来学生提出一个问题,为什么float只有4个字节,而long有8个字节,将一个long数据放入到一个float中时不需要强制转换,而将float放到long中却需要强制转换呢?

要理解这个问题,首先我们要知道float中可以存储小数,而long只能存储整数,所有float的数据放到long里需要强制转换。

至于为什么long放到float里不需要强制转换,需要了解float存储数据的机制,float中存储数据的时候是以科学计数法的方式计数的,所有能够存储的整数大小要超过long类型,于是long数据放到float中是没有问题的,只是可能会误差很大而已。

具体来说,float中存储一个数字时,是按照这样做的:

float有4个字节,即32个bit

32 31 30-24 23-1

符号位 指数符号位 指数 数字

1. 将10进制的小数转换成2进制的小数。

2. 将小数点移动(左移或右移n位)到第一个数字1后,得到一个类似1.01001…这样的一个二进制小数m。

3. 根据小数的正负将第32位(最高位)的符号位填充,正数为0,负数为1。

4. 根据移动的方向确定第31位的值,如果向左移则为1,向右移或者不动为0。

5. 如果是向左移,将n-1后转换成2进制,并在左边补零到7位长度,填充到30-24位的指数位上。如果是不动或向右移,将n转换成2进制,并在左边补零到7位长度,并每一位求反填充到30-24位。

6. 将数字m去掉整数位和小数点后,截断23位长度填充到23-1位。

例如:数字12.1

转换成2进制后为:1100.0001100110011001100110011001100110011001100110011

将数字往左移3位为:1.1000001100110011001100110011001100110011001100110011

因为数字12.1为正数,所以float的第32为0。

因为往左移,所以第31位为:1

因为往左移了3位,3-1=2,所以第30-24位为:0000010

最后,将小数点后面的数字截断23位,所以第23-1位为:1000001 10011001 10011001

最终12.1表示成2进制在内存中保存为:0 1 0000010 1000001 10011001 10011001

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