浅谈float和double

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浅谈float和double

今天我们来谈谈Java中的float和double在计算机中是如何存储的。都知道int和float在Java中所占的字节数都是4字节,但是int只能存储整数型,float不仅能储存浮点型,存储范围也比整数大,既然同样的字节数为什么会有不同的效果呢?

是因为float和double类型在计算机中的存储结构和算法跟int型不一致。采用的存储方式是:
S * (2 ^ E)* M
其中S表示符号位,占一个字节;
E表示阶数;
M表示位数;
在float中S占1bit,E占8bit,M占23bit,
在double中S占1bit,E占11bit,M占52bit,double能够表示的范围大,所以常常float叫单精度,double叫双精度。

下面详细讲解下这种数据结构是怎么存储数据的:
在十进制当中,一个数可以这样表示:
123 = 1.23 * 10 ^ (2),
那么同理,在二进制的世界一样也可以这么表示,例如:
101001 = 1.01001 * 2 ^ (5),
对应到上面符号,S = + ,没写表示默认是正数,在计算机中存储为0,1.01001表示M,在计算机中存储为101001,由于这里整数部分的1始终不变,所以可节约出来,这样M的精度范围就增加了一位。

指数部分5,对应符号E,在计算机中存储数字位 5+127 = 132,二进制码为10000100,这里我要着重说一下为甚么指数部分的表示为什么要加127,我开始也很不明白,导致我一直记不住。

因为阶数部分是8,但不包含首位符号位,所以对于计算机判断来说这8位就是个无符号整数,表示范围0~255,但是实际中我们的阶数部分是需要负数的,去掉全0表示负无穷,全1表示正无穷,所以剩下的部分就是1~254,为了公平各一半,所以要加上127,1~127的范围表示负数,例如E = -5,所以在计算机中表示为-5 + 127 = 122,当E = 5时,计算机中保存的是5 + 127 = 132,我想这么说应该很清楚了。

所以总结上面1.01001在计算机中的存储值是
010000100 00000000000000000101001。
double类型就不详细介绍了,因为除了表示的范围不一样外,存储的数据结构和算法和float完全一致。

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由于浮点型引发的重大事故,火箭爆炸事件,就是由于将64位浮点型强转为16位整型,由于存储方式都完全不同,所以结果和想象的不一致引发了巨大的损失和不可挽回的局面,所以对于浮点型之间的引用和转换要更加引起我们的警惕。