浮点数表示方法阶符

希赛网 2023-11-18 14:22:55

简介

浮点数是计算机中一种用于近似表示实数的方式，由两部分组成：阶符和尾数。阶符表示一个实数在指数上的大小，而尾数则表示实数的小数部分。本文将对浮点数阶符的表示方法作出详细分析。

一、浮点数的表示

一个浮点数通常表示成以下形式：

(±1.m) × 2^e

其中±1.m被称为尾数，在计算机中通常用二进制表示，而e是整数阶符。在计算机内部，一个浮点数通常被用二进制表示。因此，在尾数中的小数点通常在最高位的左侧，而e则指示小数点要向左或者向右移动多少位。在IEEE 754标准中，浮点数通常分为单精度和双精度两种。单精度浮点数有32个位，其中1个用于阶符，23个用于尾数，8个用于指数。而双精度浮点数有64个位，其中1个用于阶符，52个用于尾数，11个用于指数。

二、阶符的表示方法

在单精度浮点数中，阶符的表示方法如下：

0表示正数

1表示负数

在双精度浮点数中，阶符的第一个位也表示符号。但是，接下来的11个位则不完全等于指数e。相反，它们被转换为一个无符号整数，然后减去一个中间值（Bias），以得到正确的指数值。中间值的大小为2^(k-1) -1，其中k为指数所占的位数（在双精度浮点数中k为11，所以中间值为2047）。

三、阶符的取值范围

在单精度浮点数中，指数的取值范围为-126至+127（对应于二进制表示的阶符-127至+127）。

在双精度浮点数中，指数的取值范围为-1022至+1023（对应于二进制表示的阶符-1023至+1023）。在实践中，这个范围通常足够大，能够表示绝大部分的实数。

四、特殊值

由于阶符和指数的限制，浮点数并不能表示所有的实数，有时候需要使用一些特殊的值来表示非常大或非常小的数，以及NaN（Not a Number）等不能表示的数。在IEEE 754标准中，一共有五种特殊值：

正无穷（+INF）：表示无限大的正数

负无穷（-INF）：表示无限大的负数