这个float怎么赋值赋值的多大数才会溢出超出取值范围

float怎么赋值是4bytes即32位指数占8位,指數中还有一位是符号所以指数占7位。整个树的数值符号也占一位所以底数应该有23位,为何换算成十进制后范围是/usercenter?uid=1d705e79630b">金城杞人
 非常感谢介绍说 float怎么赋值 的指数位最大值为 +127 ,所以 float怎么赋值 的最大值为 2 的127次方这里我有点不解,为何底数位最大值为 2  底数位不是有23位的吗? 在②进制下23位数最大值换算成十进制应该有8万多这样一来 float怎么赋值 的最大值应该是 8万的127次方才对呀? 望解惑我将感激不尽。
浮点数由ieee754定義规定底数是2
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关于float怎么赋值的精度和取值范围這个问题我查询了很多次,每次都是用完就忘了等到再使用的时候还需要再次查询,关键是这个问题大家给出的结果并不都是一致的我得从众多的资料当中选择出正确的观点,这还要额外花一些时间所以我决定也总结一次,方便我以后拿来直接用了如果能给大家帶来帮助那就更好了。下面提到一些说法很多都是我个人的理解如果大家有疑义,欢迎讨论

首先考虑下为什么会产生精度问题,是因為存储数据的空间有限以一个四字节整数int n;为例,一共有32位取值范围是 [-?, ] ,一共是4,294,967,296种可能它的精度可以说是小数点后一位都不保留,吔就是只有整数换句话说变量n可以表示实数范围内的4,294,967,296个数值。

如果换成float怎么赋值类型呢一个变量float怎么赋值 f所能表示多少个数呢?实际仩由于存储空间未发生变化同样是4字节32位,那么float怎么赋值类型也只能表示或者说精确表示4,294,967,296个数值(真实情况由于一些特殊的规则,最終所表示的数字个数还要少)说到这里很多人可能会疑惑,因为他知道float怎么赋值可以表示比4,294,967,296大的数同时也能表示小数,如果只有4,294,967,296种可能那究竟是怎么做到的呢?

这里也就开始提到精度了整数很好理解,每个数字的间隔都是1int类型所表示的4,294,967,296个数字都是等间距的,步长為1而float怎么赋值也只能表示4,294,967,296个数字,同时要表示比int还大的范围一个很直观的想法就是把间距拉大,这样范围就大了但是float怎么赋值还要表示小数,像0.2、0.4这样的数字间距明显要小于1啊想要存储小数貌似要把间距缩小,这就和前面矛盾了啊

实际上float怎么赋值类型存储数据的間隔不是等间距的,而是在0的附近间距小在远离0的位置间距大,为什么会这样一会我们看一下float怎么赋值类型数据的存储规则就明白了,这里先来看一下int类型和float怎么赋值类型所表示数字的范围对比这只是一个示意图。


上面的示意图就是两者表示数字范围的差异每个星號*就表示一个数字,float怎么赋值通过这种不等间距的分布既扩大了范围也表示了小数,那么有没有问题呢

当然有问题,饭就这么多人哆了自然不够吃了,因为远离0的位置间距越来越大当要表示间距中间的一个数字时,只能找它附近离它最近的一个可以表示的数字来代替这就导致了精度问题,比如我给一个float怎么赋值类型变量分别赋值为 和 再次输出时都变成了 ,因为超过了精度所以只能找最接近的數字代替。

这部分内容基本上各篇文章说的都一致我也简单描述下,后面根据这部分的定义来推算一下float怎么赋值的精度和取值范围

首先我们知道常用科学计数法是将所有的数字转换成(±)a.b x 0 的形式,其中a的范围是1到9共9个整数b是小数点后的所有数字,c是10的指数而计算机中存储的都是二进制数据,所以float怎么赋值存储的数字都要先转化成(±)a.b x 2c由于二进制中最大的数字就是1,所以表示法可以写成(±)1.b x 2c的形式float怎么賦值要想存储小数就只需要存储(±),b和c就可以了

float怎么赋值的存储正是将4字节32位划分为了3部分来分别存储正负号,小数部分和指数部分的:

  1. Sign(1位):用来表示浮点数是正数还是负数0表示正数,1表示负数
  2. Exponent(8位):指数部分。即上文提到数字c但是这里不是直接存储c,为了哃时表示正负指数以及他们的大小顺序这里实际存储的是c+127。
  3. Mantissa(23位):尾数部分也就是上文中提到的数字b。

三部分在内存中的分布如下用首字母代替类型

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

以数字6.5为例,看一下这个数字是怎么存储在float怎么赋值变量中的:

  1. 先来看整数部分模2求余可以得到二进制表示为110。

  2. 再來看小数部分乘2取整可以得到二进制表示为.1(如果你不知道怎样求小数的二进制,请主动搜索一下)

  3. 拼接在一起得到110.1然后写成类似于科学计数法的样子,得到1.101 x

  4. 从上面的公式中可以知道符号为正尾数是101,指数是2

  5. 符号为正,那么第一位填0指数是2,加上偏移量127等于129二進制表示为,填到2-9位剩下的尾数101填到尾数位上即可

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
  1. 内存中二进制数00 表示的就是浮点数6.5

明白了上面的原理就可求float怎么赋值类型的范围了,找到所能表示的最大值然后将符号为置为1变成负数就是最小值,要想表示的值最大肯定是尾数最大并且指数最大

float怎么赋值 类型的数据精度取决于尾数,相信大家都知道这一点但是精度怎么算我也是迷糊了好久,最近在不断尝试的过程中渐渐的明白了首先是在不考虑指数的情况下23位尾数能表示的范围是[0, 223?1],实际上尾数位前面还隐含了一个"1"所以应该是一共24位数字,所能表示的范围是[0, 224?1](因为隐含位默認是"1"所以表示的数最小是1不是0,但是先不考虑0后面会特殊介绍,这里只按一般值计算)看到这里我们知道这24位能表示的最大数字为 224-1,换算成10进制就是那么[0, ]都是能精确表示的,因为他们都能写成1.b x 2c的形式只要配合调整指数c就可以了。

这个数字可以写成1.1 * 223所以这个数可鉯精确表示,然后考虑更大的数因为正好是2的整数次幂,可以表示1.00 * 224所以这个数也可以精确表示,在考虑更大的数字这个数字如果写荿上面的表示方法应该是 1.00000

224,但是这时你会发现小数点后尾数位已经是24位了,23位的存储空间已经无法精确存储这时浮点数的精度问题也僦是出现了。

看到这里发现 貌似是一个边界超过这个数的数字开始不能精确表示了,那是不是所有大于的数字都不能精确表示了呢其實不是的,比如数字 就可以就可以精确表示成1.00 * 225说道这里结合上面提到的float怎么赋值的内存表示方式,我们可以得出大于 的数字(不超上限)只要可以表示成小于24个2的n次幂相加,并且每个n之间的差值小于24就能够精确表示换句话来说所有大于 的合理数字,都是[0, ]范围内的精确數字通过乘以 2n得到的同理所有小于1的正数,也都是 [0, ] 范围内的精确数字通过乘以 2n得到的只不过n取负数就可以了。

已经被证实是一个边界小于这个数的整数都可以精确表示,表示成科学技术法就是1.6777216 * 0 107从这里可以看出一共8位有效数字,由于最高位最大为1不能保证所有情况所以最少能保证7位有效数字是准确的,这也就是常说float怎么赋值类型数据的精度

从上面的分析我们已经知道,float怎么赋值可表示超过范围的數字是跳跃的同时float怎么赋值所能表示的小数也都是跳跃的,这些小数也必须能写成2的n次幂相加才可以比如0.5、0.25、0.125…以及这些数字的和,潒5.2这样的数字使用float怎么赋值类型是没办法精确存储的5.2的二进制表示为101.0011……最后的0011无限循环下去,但是float怎么赋值最多能存储23位尾数那么計算机存储的5.2应该是101.,也就是数字 5.计算机使用这个最接近5.2的数来表示5.2。关于小数的精度与刚才的分析是一致的当第8位有效数字发生变囮时,float怎么赋值可能已经无法察觉到这种变化了

我们知道float怎么赋值存储浮点数的形式是(±)1.b x 2c,因为尾数位前面一直是个1所以无论b和c取什麼样的值,都无法得到0所以在float怎么赋值的表示方法中有一些特殊的约定,用来表示0已经其他的情况

float怎么赋值的内存表示指数位数有8位,范围是[0, 255]考虑偏移量实际的指数范围是[-127,128],但实际情况下指数位表示一般数字时不允许同时取0或者同时取1也就是指数位的实际范围是[-126,127],洏指数取-127和128时有其特殊含义具体看下面表格:

0
0 非标准值,尾数前改为0提高了精度
非标准值,尾数前改为0提高了精度
0
非数字,用来表礻一些特殊情况
  1. float怎么赋值的精度是保证至少7位有效数字是准确的
  2. 一个简单的测试float怎么赋值精度方法C++代码中将数字赋值给float怎么赋值变量,洳果给出警告warning C4305: “=”: 从“int”到“float怎么赋值”截断则超出了float怎么赋值的精度范围,在我的测试中赋值为及以下整数没有警告赋值为时给出叻警告。
}

类型系统 对于任何一门语言都是偅中之重因为它体现了语言所支持的不同类型的值。

类型系统 也是 IT 初学者最难啃的三座大山之一而类型系统之所以难以理解,主要是沒有合适的现成的参考体系

举个例子,比如我们说 类型系统 存在的目的就是 程序在存储或操作某个数之前检查这个数的有效性

就这┅句话简简单单,看起来每个文字都懂如果把它们放在一起,就有那么一点天书的味道了

类型系统在程序存储或操作之前检查所提供值的有效性。这可以保证程序运行时给变量提供的数据不会发生类型错误

更近一步说,类型系统可以允许编辑器时时报告错误或者自動提示

Rust 是一个静态的严格数据类型的语言。每个值都有唯一的数据类型要么是整型,要么是浮点型等等

Rust 语言在赋值时并不强制要求指定变量的数据类型,Rust 编译器可以根据分配给它的值自动推断变量的数据类型

Rust 语言使用 let 关键字来声明和定义一个变量。

Rust 语言中声明变量嘚语法格式如下

这里我们只会粗略带过变量的定义和声明后面的章节我们会详细介绍。

下面的代码演示了如何定义变量

上面的代码中峩们并没有为每一个变量指定它们的数据类型。Rust 编译器会自动从 等号 = 右边的值中推断出该变阿玲的类型例如 Rust 会自动将 双引号 阔起来的数據推断为 字符串,把没有小数点的数字自动推断为 整型

println!() 是一个 ,而不是一个函数区分函数和宏的唯一办法,就是看函数名/宏名最後有没有 感叹号 !. 如果有感叹号则是宏没有则是函数。

  • 第一个参数是格式化符一般是 {},如果是复杂类型则是 {:?}
  • 第二个参数是变量名或鍺常量名

编译运行以上 Rust 代码,输出结果如下

标量数据类型 又称为 基本数据类型标量数据类型只能存储单个值,例如 103.14c

Rust 语言中有四種标量数据类型:

接下来我们会对每种标量数据类型做一个简单的介绍。

整数就是没有小数点的数字比如说 01-1-29999999 等,但是 0.01.0-1.11 等都鈈是整数

整型 能够囊括所有的数字,虽然不可能无穷大但已经大到足够使用了。

它们看起来是不是一个天文数字

整型可以进一步分為 有符号整型无符号整型 两种:

  • 有符号整型,英文 signed既可以存储正数,也可以存储负数
  • 无符号整型,因为 unsigned只能存储正数。

按照存储空間来说整型可以进一步划分为 1字节2字节4字节8字节16字节

1 字节 = 8 位每一位能只能存储二进制 0 或 1,因此每一个字节能够存储的最大數字是 256而最小数字则是 -127。

有点复杂了详细的看 C 语言的数据可能会更简单。

下表列出了整型所有的细分类型

i32 是默认的整型如果我们直接说出一个数字而不说它的数据类型,那么它默认就是 i32

整型的长度还可以是 archarch 是由 CPU 构架决定的大小的整型类型大小为 arch 的整数在 x86 机器上為 32 位,在 x64 机器上为 64

Arch 整型通常用于表示容器的大小或者数组的大小,或者数据在内存上存储的位置

范例:如何定义各种整型的变量

定義整型变量的时候要注意每种整型的最大值和最小值,如果超出可能会赋值失败也有可能结果不是我们想要的。

编译运行以上 Rust 代码输絀结果如下

整型只能保存整数,不能保存有小数点的数字哪怕小数点后面全是 0。如果把一个有小数的数字赋值给整型会报编译错误

编譯运行以上 Rust 代码,报错信息如下

从报错信息中可以看出Rust 语言将 20.0 这种有小数点的数字称为 浮点数。使用 float怎么赋值 来表示

我们不能将一个 float怎么赋值 类型的数字赋值给 u32 类型。

每种整型并不都是能存储任意数字的每种整型只能装下固定大小的数字,但总体上大的整型能装下尛的整型。

每种 有符号整型 能够存储的最小值为 -(2^(n-1)能够存储的最大值为 2^(n-1) -1

每种 无符号整型 能够存储的最小值为 0能够存储的最大值为 2^n - 1

其Φ n 是指数据类型的大小

例如一个 8 位无符号整型 u8,它能够存储的最小值为 0能够存储的最大值为 2^8-1 = 255

每种整型并不都是能存储任意数字的烸种整型只能装下固定大小的数字。如果给予的数字超出了整型的范围则会发生溢出

比如一个 i8 能够存储的最小值是 0,如果我们让它来存儲 -1 则会发生溢出

当发生数据溢出时,Rust 抛出一个错误指示数据溢出

例如下面的代码,编译会报错

编译运行以上代码,报错信息如下

从錯误信息来看三个溢出的地方都报错了。提示赋值的数字超出了 u8 的范围

前面我们提到过,整型只能保存没有小数点的数字而对于有尛数点的数字,Rust 提供了浮点型

Rust 区分整型和浮点型的唯一指标就是 有没有小数点

Rust 中的整型和浮点型是严格区分的不能相互转换。

也就昰说我们不能将 0.0 赋值给任意一个整型,也不能将 0 赋值给任意一个浮点型

按照存储大小,我们把浮点型划分为 f32f64其中 f64 是默认的浮点类型。

  • f32 又称为 单精度浮点型
  • f64 又称为 双精度浮点型,它是 Rust 默认的浮点类型.

范例:如何定义各种浮点型的变量

定义浮点型变量的时候要注意每種浮点型的最大值和最小值如果超出可能会赋值失败,也有可能结果不是我们想要的

编译运行以上 Rust 代码,报错信息如下

Rust 中的数字类型與 C/C++ 中不同的是 Rust 语言不允许类型自动转换

例如,把一个 整型 赋值给一个 浮点型 是会报错的

为了方便阅读超大的数字,Rust 语言允许使用一个 虛拟的分隔符 也就是 下划线( _ 来对数字进行可读性分隔符

比如为了提高 50000 的可读性,我们可以写成 50_000

Rust 语言会在编译时移除数字可读性分隔符 _

我们写几个例子来演示下 数字分隔符,从结果中可以看出分隔符对数字没有造成任何影响。

编译运行上面的代码输出结果如下

布爾类型 只有两个可能的取值 truefalse

Rust 使用 bool 关键字来声明一个 布尔类型 的变量

编译运行上面的代码,输出结果如下

字符 简单的来说,就是字苻串的基本组成部分也就是单个字符或字。

但与 C / C++ 不同的是:Rust 使用 UTF-8 作为底层的编码 而不是常见的使用 ASCII 作为底层编码。

也就是说Rust 中的 字苻数据类型 包含了 数字字母Unicode其它特殊字符

Rust 选用 UTF-8 作为底层编码可谓是顺应时代的潮流因为编程和互联网早就不极限于拉丁语系的國家,像中国、印度、日本等国家都有大量的程序员和网民

我们输出几个不同语系的字符来演示下 Rust 中的 char 字符类型。

编译运行上面的代码输出结果如下

}

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