Question

我正在使用带有mingw GCC编译器的代码块来为Windows编写我的C程序。我有一个函数定义，其中输入是类型为int的数组。我有另一个struct定义为

typedef struct {
float re;
float im;
}complex_float;

我想将int类型数组转换为complex_float类型数组，因为我需要处理complex_float格式的数据。我使用以下指针方法进行转换

complex_float *comSig = (complex_float *) sigbuf;

其中sigbif是指向整数数组起始地址的int指针。

但是当我做printf("%f",comSig[0].re);时，我会得到一些像-1.#QNAN0这样的垃圾值。

我已经在LINUX上多次使用这种技术进行数组之间的数据转换，但它确实有效。这是一个与mingw编译器无法正常工作相关的问题，还是与我使用不正确的方法将int数组转换为struct数组的事实有关。

Answer 1

你正在做的事情绝对错误。转换值的类型不会“转换”值，而只是告诉编译器将其视为不同的类型。作为一个int和你的结构很可能有不同的大小，从它们创建的数组也是如此，所以你甚至可以写/读过整数数组的边界。如果你真的想将整数转换为复数，你必须自己编写代码：

int number_of_items = 10; // e. g. there are 10 integers
int *int_arr = // however you obtain the integer array
complex_float *cpx_arr = malloc(sizeof(*cpx_arr) * number_of_items);
int i;
for (i = 0; i < number_of_items; i++)
{
    cpx_arr[i].re = (float)(int_arr[i]);
    cpx_arr[i].im = 0.0f;
}

当然，使用后不要忘记free(cpx_arr)。

Answer 2

在C中，没有这样的转换功能。你所做的只是一个pointer cast。

当你这样做时会发生什么：

sigbuf指向一个整数数组。当你将它转换为（complex_float *）并尝试访问第一个struct元素的实部时，你实际上访问了数组的第一个整数值，但它似乎是垃圾，因为你隐式地将它转换为浮点值。

让我为你说明一下，当你有一个数组大小为n的整数。实际上你有这样的顺序数据：

[INT0] [INT1] [INT2] [INT3] [INT4] [INT5] [INT6] [INT7] [INT8] ... [INTN]

当你像这样投射时：complex_float *comSig = (complex_float *) sigbuf; 编译器会像这样处理你的数据（注意，现在它们被视为float）：

[RE0] [IM0] [RE1] [IM1] [RE2] [IM2] [RE3] [IM3] [RE4] [IM4] ... [RE（N / 2）] [IM（N / 2 ）]

因此，演示结果只是告诉编译器将整数数据视为float，这将导致似乎垃圾输出。对于解决问题的正确方法，H2CO3提供了另一个答案。

Answer 3

由于优化原因，

结构的大小可能与编译时的大小不同。有关更多信息，请查看http://en.wikipedia.org/wiki/Data_structure_alignment。但是，您可以使用gcc的扩展名来禁用它（http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Variable-Attributes.html）。除此之外，您可能存在潜在的未对齐访问问题。 x86是由架构处理的，但是为了便于移植代码，而不是类型转换，我会使用memcpy。

Answer 4

到目前为止，答案已经指出了您的方法的大部分问题，即显式值转换，结构对齐以及结构数组与int数组。我还要补充一点：

int and float types are both of size 4 bytes, I have checked that...

Int和float在内存中以完全不同的方式表示。

整数值在所谓的Two's complement中表示，它允许在没有额外操作的情况下添加整数，并提供数字0的单个表示：

正整数简单地转换为基数2.例如，151表示为00000000 00000000 00000000 10010111(2) = 2^7 + 2^4 + 2^2 + 2^1 + 2^0。
负整数表示为其绝对值的二进制表示，然后将其所有位反转，并将1加到结果数中。例如，-151表示为11111111 11111111 11111111 01101001(2)（与正数比较）。

另一方面，单精度浮点表示为IEEE 754-2008标准中的binary32：

第一位是符号位：0表示正数，1表示负数。
接下来的8位是指数，以2的补码表示。偏向：从此值中减去127以获得实际指数。
接下来的23位表示归一化的小数部分（小数点前只有1位数）。

所以151.0表示为01000011 00010111 00000000 00000000，其指数为134（7无偏），尾数为0.1796875（{ {1}}因为整数部分是隐式的。

这就是为什么，如果你将1.1796875转换为float *，这相当于你所做的，那么当你以后取消引用它时，你会得到垃圾值。 H2CO3 通过赋值运算符指出了正确的转换方法。

int数组到C中的struct数组

4 个答案: