C/C++ 資料型別 表示最大 最小數值 探討
C/C++中儲存數字格式有整型和浮點型 字元型資料本質上也是以整型儲存
整型
對於整型資料,最大值最小值很好計算
先確定對應資料型在本地所佔用的位元組數,同一資料型由於系統或者編譯器的不同,所佔位元組不同,可以通過sizeof()函式檢視,例如:
cout << sizeof(int) <<endl;
例如在我的電腦中 int 佔用四個位元組(即32位),1位符號位+31位數值位
所以int可表示的值得範圍為 -2^31 — 2^31-1 (這裡正負數不對稱,減一是因為還有一個0)
同樣的,對於整型都可以這麼計算,通過所佔位元組數(即多少位)可以計算出它可以表示的最大最小值,需要注意的是對於無符號型,所有的位都是數值位,沒有符號位,即沒有負數。
浮點型
首先我們要知道,對於浮點型資料,計算機是以指數形式儲存的。
即 a^b a的b次方
具體格式
float型(通常為32位)1位符號位+8位指數位+23位數值位(尾數位)
double型(通常為64位) 1位符號位+11位指數位+53位數值位(尾數位)
(這裡資料型所佔位元組數可能也有差異,具體佔用記憶體大小可通過之前的程式碼自行檢視,這裡選擇一般情況作為舉例)
顧名思義,符號位即0為正,1為負, 指數位表示次方大小,尾數位表示精度(precision)。和上面的式子對照,尾數位表示a,指數位表示b。這裡尾數位的小數點預設在第一位最高位以後,以float為例,即尾數位最大表示的數為1.1111111111111111111111(二進位制表示);不超過2。
例如 float 23位尾數位 即換算成十進位制最大為2^23=8388608 所以float的精度位6-7位,6位精度可以保證,7位精度只能表示部分。
double 同理,精度為15-16位,15位精度可以保證正確,16位精度只能表示部分。
下面看float和double可以表示的最大值和最小值(這裡最小值指最接近零的值)
float 理論上能表示的最大值:符號位為正 指數位最大127 尾數位全為1
即(2-2^22)^127 = 3.4028e+38
理論上最小值:(2-2^22)^-128 = 5.8776e-39
double 型別同樣方法可以算的,不再贅述。
當然這只是理論值,具體數值在<float.h>標頭檔案中有定義
開啟float.h檔案 可以看到看到以下程式碼:
#define DBL_DECIMAL_DIG 17 // # of decimal digits of rounding precision
#define DBL_DIG 15 // # of decimal digits of precision
#define DBL_EPSILON 2.2204460492503131e-016 // smallest such that 1.0+DBL_EPSILON != 1.0
#define DBL_HAS_SUBNORM 1 // type does support subnormal numbers
#define DBL_MANT_DIG 53 // # of bits in mantissa
#define DBL_MAX 1.7976931348623158e+308 // max value
#define DBL_MAX_10_EXP 308 // max decimal exponent
#define DBL_MAX_EXP 1024 // max binary exponent
#define DBL_MIN 2.2250738585072014e-308 // min positive value
#define DBL_MIN_10_EXP (-307) // min decimal exponent
#define DBL_MIN_EXP (-1021) // min binary exponent
#define _DBL_RADIX 2 // exponent radix
#define DBL_TRUE_MIN 4.9406564584124654e-324 // min positive value
#define FLT_DECIMAL_DIG 9 // # of decimal digits of rounding precision
#define FLT_DIG 6 // # of decimal digits of precision
#define FLT_EPSILON 1.192092896e-07F // smallest such that 1.0+FLT_EPSILON != 1.0
#define FLT_HAS_SUBNORM 1 // type does support subnormal numbers
#define FLT_GUARD 0
#define FLT_MANT_DIG 24 // # of bits in mantissa
#define FLT_MAX 3.402823466e+38F // max value
#define FLT_MAX_10_EXP 38 // max decimal exponent
#define FLT_MAX_EXP 128 // max binary exponent
#define FLT_MIN 1.175494351e-38F // min normalized positive value
#define FLT_MIN_10_EXP (-37) // min decimal exponent
#define FLT_MIN_EXP (-125) // min binary exponent
#define FLT_NORMALIZE 0
#define FLT_RADIX 2 // exponent radix
#define FLT_TRUE_MIN 1.401298464e-45F // min positive value
檢視原始碼,可以看到float最大值和我們理論值相同,但最小值不一樣,double型別同樣如此
對於最小值是怎麼算的,為什麼這麼算,這一點我也不是很懂,如果有大佬看到,希望大佬解釋。