浮点型(Float) vs. 整型(Integer)
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韩十七
浮点型(Float) vs. 整型(Integer)
有些文件格式既可以支持整型,也可以支持浮点型(或 Log),当然,同一个文件两者只能选其一。拿 16 位来说,两种格式都可以携带同样数量的色彩,但是浮点型可以改变数据的范围(支持 HDR),而整型只支持 0~1 之间的值。
在计算机中,浮点表述了一种表示实数的方法,支持宽范围的值。一般来说,数字由有效数字和指数表示,指数的底数通常为 2、10 或 16。表示格式如下:
有效数字 × 底数指数
这是我们常用的科学计数法。
浮点指的是小数点(可以是十进制小数点,在计算机中更常见的是二进制小数点)可以“浮动”。也就是说,它可以放在有效数字的任何地方,它的位置在数字内部是单独表示的。因此,浮点表示法可以看作是计算机的科学计数法。多年来,计算机中使用了多种多样的浮点表示法。不过,从上世纪90年代以来,最常见的表示法是由 IEEE 754 标准定义的。
浮点表示法相对于定点和整型表示法的优点在于它可以支持更广泛的值范围。比如说,一个定点表示法有7位十进制数字,包括两位小数(定点表示法中小数点的位置是不变的,所以小数的位数是确定的),那么它可以表示数字 12345.67、123.45、1.23 等等;但是对浮点表示法来说,同样有7位十进制数字,它就可以表示为 1.234567、123456.7、0.00001234567、1234567000000000,等等。浮点格式需要的存储空间稍稍多一点(因为要编码小数点的位置)。所以当存储空间相同时,浮点数会以牺牲精度为代价,得到更大的表示范围。
浮点运算的速度,通常作为性能测量的标准,称为 FLOPS,是一个重要的机器特性,尤其是在执行大规模数学计算的软件中。