显示并分析浮点数在计算机内部的存放格式-------C语言实现

[雪域迷影]

显示并分析浮点数在计算机内部的存放格式 要求用vc++编写程序实现显示功能，之后自己举例验证，分析格式，验证所列举的与实际显示的是否一致

[周靖峰]

#include <math.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

void integerToBinary(char *output, int integer)	//将整数integer转化为二进制并存放到output数组中
{
	int buffer[100];
	int i, j;

	for (i = 0; integer > 0; i++)
	{
		buffer[i] = integer % 2;
		integer /= 2;
	}
	for (i = i - 1, j = 0; i >= 0; i--, j++)
	{
		output[j] = buffer[i] + '0';
	}
	output[j] = '\0';
}

void decimalToBinary(char *output, float decimal)	//将小数decimal转化为二进制并存放到output数组中，数组容量至少100
{
	int i;

	for (i = 0; i < 99; i++)
	{
		decimal *= 2;
		if (decimal > 1)
		{
			output[i] = '1';
			decimal -= 1;
		}
		else
			output[i] = '0';
	}
	output[99] = '\0';
}

int getOrder(char *output)	//算出阶数，output为存二进制整数的数组
{
	int len = strlen(output);
	return (len - 1 + 127);
}

void orderToBinary(char *output, int order)	//将阶数order转化为二进制并存放到output数组中，数据大小最多8位
{
	int i, n;

	integerToBinary(output, order);
	n = strlen(output);
	if (n == 8)
		return;
	else if (n < 8)
	{
		n = 8 - n;
		for (i = 7; i >= 0; i--)
		{
			if (i < n)
				output[i] = '0';
			else
				output[i] = output[i - n];
		}
		output[8] = '\0';
		return;
	}
	else
	{
		n -= 8;
		for (i = 0; i < 8; i++)
		{
			output[i] = output[i + n];
		}
		output[8] = '\0';
		return;
	}
}

void getMantissa(char *outputMantissa, char *outputInteger, char *outputDecimal)	//求尾数
{
	int i, n;

	strcpy(outputMantissa, outputInteger + 1);
	strcat(outputMantissa, outputDecimal);
	n = strlen(outputMantissa);
	if (n > 23)
	{
		outputMantissa[23] = '\0';
		return;
	}
	else if (n == 23)
		return;
	else
	{
		for (i = 23 - n; i < 23; i++)
			outputMantissa[i] = '0';
		outputMantissa[23] = '\0';
		return;
	}
}

void change(char *output)	//将二进制数转化为十六进制数
{
	int i, j;
	int t;

	for (i = 0; i < 8; i++)
	{
		t = 0;
		for (j = 0; j < 4; j++)
		{
			t = t * 2 + output[i * 4 + j] - '0';
		}
		if (0 <= t && t <= 9)
			output[i] = t + '0';
		else
			output[i] = t - 10 + 'a';
	}
	output[8] = '\0';
}

int main()
{
	char finalFloat[100] = "";
	char outputInteger[100];
	char outputDecimal[100];
	char outputOrder[100];
	char outputMantissa[200];
	float f;
	int flag = 0;	//0为正数，1为负数

	scanf("%f", &f);
	if (f < 0)
	{
		flag = 1;
		f = -f;
	}
	integerToBinary(outputInteger, (int)floor(f));
	decimalToBinary(outputDecimal, f - floor(f));
	orderToBinary(outputOrder, getOrder(outputInteger));
	getMantissa(outputMantissa, outputInteger, outputDecimal);
	if (flag == 0)
		finalFloat[0] = '0';
	else
		finalFloat[0] = '1';
	strcat(finalFloat, outputOrder);
	strcat(finalFloat, outputMantissa);
	change(finalFloat);
	puts(finalFloat);

	return 0;
}

这段代码是我根据IEEE浮点数转化规则写的，其中还是有很多bug(包括0显示不正常)，不过用一般的数还是能算的结果的
至于要验证对错性，打开vc6随便写一段代码，比如：

int main()
{
	float f;
	scanf("%f", &f);
	return 0;
}

然后单步运行，然后在工具栏（即有新建保存等按钮的那一栏）上右击，勾选memory选项，然后就能查看内存了，你可以记下f的地址，然后转到f的地址，再执行scanf("%f", &f);查看内存中f的存放情况，如果不出意外的话，我的程序显示的东西和内存中存放的数据是恰好相反的，这个我也不知道为什么，反正事实的确是这样的。

至于IEEE浮点符到底是怎么算的，你可以参考http://topic.csdn.net/t/20040118/18/2674990.html，他写的很不错，不过好像数据有些问题，但做法是正确的。

[saishow]

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[千杯不醉-sen]

受教了、、、

[cguohua]

学习了

[雪域迷影]

[Quote=引用 1 楼 nbda1121440 的回复:]
C/C++ code

#include <math.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

void integerToBinary(char *output, int integer) //将整数integer转化为二进制并存放到output数组中
{
int buffer[100];
int i, j;
……
[/Quote]
很是强悍啊，貌似计算机在运算时对数据已经进行二进制处理了，
这里有一种更为简单的方法，就是根据IEEE 754标准将10进制数据转换为二进制数后保存在一个
32位int型数组(从低位到高位)中，然后反向输出结果即可。

C语言代码如下：

#include<stdio.h>
void Float(void *p)
{
   long c;
   int i,b[32];//存整数4个字节
   c=*(long *)p;//p从空指针形式强制转换为long型 重要
   for(i=0;i<32;i++)
{
    b[i]=c&1;//通过空指针得到的一块数据，移位查看
    c=c>>1;//右移
}
   printf("y=");
   for(i=31;i>=0;i--)
   printf("%d",b[i]);
   printf("\n");  
}

int main()
{
   
   float s;
   scanf("%f",&s);
   Float(&s);
   
   	
	
}

比如输入-1会得到以下结果的：
-1
y=10111111100000000000000000000000