C语言强制类型转换

目录

1.浮点型的存储方式

1.1.浮点型存储方式

1.2.数值计算表达式

1.3.存储详解

2.类型强制转换

2.1.指针类型强转

2.2.变量类型强转

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1.浮点型的存储方式

1.1.浮点型存储方式

（1）float类型在内存中的存储方式：

（2）double类型在内存中的存储方式：

 

1.2.数值计算表达式

~ S  为符号位   0表示整数，1表示负

~E   在 32 位浮点型中，指数位阶码是 8 个比特位，则可以表示的指数范围为0~255，但是指数有正数也有负数，为了表示 -126 ~127，则对每次存储的指数值加上偏移值，读取时在自动减去127。这样指数位为127时表示实际指数为0，指数位大于127表示正指数，指数位小于127表示负指数。指数位阶码位全为 1 和全为 0 用作特殊情况，剩下阶码取值从 1 到 254，减去偏移值后得到指数取值从 -126 到 127。

~E   在 64 位浮点型中，指数位阶码是 11个比特位，则可以表示的指数范围为0~2047，但是指数有正数也有负数，为了表示 -1022 ~1023，则对每次存储的指数值加上偏移值，读取时在自动减去1023。这样指数位为1023时表示实际指数为0，指数位大于127表示正指数，指数位小于1023表示负指数。指数位阶码位全为 1 和全为 0 用作特殊情况，剩下阶码取值从 1 到 2046，减去偏移值后得到指数取值从 -1022到 1023。

 

 

~M  表示科学记数法中的尾数部分，由于正规化的浮点数小数点前总是[ 1 , 2 )，所以尾数位实际上省略了小数点前的1。例如尾数位值为 1001，则代表实际值为 1.1001。

 

1.3.存储详解

#includeint main(void)
{
    float a = 10.5;   
    double b = 10.5;
    return 0;
} 

浮点数10.5转换为二进制为1010.1  利用公式转化1010.1  ==

故符号位 S = 0,指数位 E == 3，尾数位 M == 0101

float类型存入时指数位时加偏移值127，即存入130 (二进制：1000 0010）

0	1000 0010	010 1000 0000 0000 0000 0000
	十六进制：0x41280000

double类型存入时指数位时加偏移值1023，即存入1026 (二进制：100 0000 0010）

                                  

0	100 0000 0010	0101  00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000
	十六进制：0x40250000 00000000

 用VS，验证变量a的内存存储情况正好为0x 41280000

 用VS，验证变量b的内存存储情况正好为0x 40250000 00000000

 

 

2.类型强制转换

2.1.指针类型强转

（1）int  ----->  float

#includeint main(void)
{	
	int a = 10;
	float* f = (float*)&a;
	
    printf("%f",*f);
	return 0;
}

1. 整形数据在内存中以补码的方式存储，变量 a 为整型占4字节，32比特，

    且10的补码为      00000000000000000000000000001010 ，

故10在内存中的存储方式如下图

 2.程序只对地址进行了类型转换，内存地址内保存的内容保持不变，仍然为整数10，由于float 类型与int 类型在内存中均占32个字节，所以通过 float *类型指针访问32比特内存恰好是变量a所在的32比特，编译器就会按照 float 类型的存储格式解释内存中的值；

 

 此时  S = 0，E = -127， M = 1.000 0000 0000 0000 0000 1010

 故    

 

因此程序输出结果为0.000000

 

 (2). float ---> int

#includeint main(void)
{
	float a = 10.5;
	int* p = (int*)&a;
	printf("%d", *p);
	return 0;
}

 a 在内存中存储结构如下图：

 

 

 通过int * 类型指针访问变量a所在的32比特，编译器就会按照int 类型的存储格式解释内存中的值；

因为符号位为0，所以这32bits被解释为整数,即

    01000001001010000000000000000000B = 1093140480D

 

 

 经过vs环境运行，结果与上文分析一致

 

2.2.变量类型强转

(1).int --->float

#includeint main(void)
{
	int a = 1234567890;			
	float f = (float)a;
	printf("%f", f);
	return 0;
}

 

整型1234567890 的二进制补码为

 将int 类型 转换成 float 类型即将a的补码当作浮点数存入内存，如下图

此时          

 S= 0，E= 30 ，M= 1.00100110010110000000101101001

又因为float类型的位数部分只有23bits,故多余部分会被舍弃，只保留23位，第24位为1进1，否则舍去。得到 M =  1.001 0011 0010 1100 0000 0110

S，E，M,按规则存入内存

 

当float类型数据输出时，得到S= 0，E= 157-127=30，M = 1.001 0011 0010 1100 0000 0110

转化为十进制为1234567936.000000

 经过vs运行检验，与理论数据一致

(1).float ---> int

#includeint main(void)
{
	float a = 12.5;
	int b = (int)a;
	printf("%d", b);
	return 0;
}

由前面内容可计算出12.5 在内存中的存储为

 

        

 

强转为int 时将其从内从取出：1010.1 去掉小数部分，将整数部分(1010)存入int型内存单元

 故通过%d输出时输出为12