Question

假设代表IEEE 754浮点数的32位，如何使用表示上的整数或位操作（而不是使用机器指令或编译器操作来转换）将数字转换为整数？ / p>

我有以下功能，但在某些情况下失败了：

输入：int x（包含IEEE 754格式的32位单精度数字）

  if(x == 0) return x;

  unsigned int signBit = 0;
  unsigned int absX = (unsigned int)x;
  if (x < 0)
  {
      signBit = 0x80000000u;
      absX = (unsigned int)-x;
  }

  unsigned int exponent = 158;
  while ((absX & 0x80000000) == 0)
  {
      exponent--;
      absX <<= 1;
  }

  unsigned int mantissa = absX >> 8;

  unsigned int result = signBit | (exponent << 23) | (mantissa & 0x7fffff);
  printf("\nfor x: %x, result: %x",x,result);
  return result;

Answer 1

C有“联合”来处理这种类型的数据视图：

typedef union {
  int i;
  float f;
 } u;
 u u1;
 u1.f = 45.6789;
 /* now u1.i refers to the int version of the float */
 printf("%d",u1.i);

Answer 2

&x给出了x的地址，因此float*类型。

(int*)&x将指针强制转换为指向int的指针，即指向int*的指针。

*(int*)&x取消引用指向int值的指针。在int和float具有不同尺寸的机器上，它不会对您所信任的内容产生影响。

可能存在字节序问题。

此解决方案用于fast inverse square root算法。

Answer 3

（有人应该仔细检查这个答案，尤其是边界情况和负值的四舍五入。另外，我把它写成舍入到最接近。为了重现C的转换，这应该改为舍入为零。）

基本上，这个过程是：

将32位分成一个符号位（ s ），八个指数位（ e ）和23个有效位（ f ）。我们将这些视为二进制补码整数。

如果 e 为255，则浮点对象为无穷大（如果 f 为零）或NaN（否则为）。在这种情况下，无法执行转换，应报告错误。

否则，如果 e 不为零，则将²⁴添加到 f 。（如果 e 不为零，则有效数字在其前面隐含有1位。添加2 ²⁴使该位在 f 中显式。）

从 e 中减去127。（这将指数从其偏置/编码形式转换为实际指数。如果我们正在进行任何值的一般转换，我们将不得不处理 e 为零时的特殊情况：减去126而不是但是，由于我们只转换为整数结果，我们可以忽略这种情况，只要这些微小输入数的整数结果为零。）

如果 s 为0（符号为正）且 e 为31或更多，则该值溢出带符号的32位整数（它是2 ³¹或更大）。无法执行转换，应报告错误。

如果 s 为1（符号为负）且 e 大于31，则该值溢出带符号的32位整数（小于或等于等于-2 ³²）。如果 s 为1， e 为32， f 大于2 ²⁴（任何原始有效数字）位被设置），然后该值溢出一个带符号的32位整数（它小于-2 ³¹;如果原始的 f 为零，那么它将完全是 - 2 ³¹，不溢出）。在任何这些情况下，都无法执行转换，并且应报告错误。

现在我们有一个 s ，一个 e 和一个 f ，表示没有溢出的值，所以我们可以准备最终的值。

如果 s 为1，请将 f 设置为 - f 。

指数值用于1（包括）和2（不包括）之间的有效数字，但我们的有效数字从2 ²⁴开始。所以我们必须对此进行调整。如果 e 为24，我们的有效数字是正确的，我们就完成了，所以返回 f 作为结果。如果 e 大于24或小于24，我们必须适当地移动有效数字。另外，如果我们要将 f 向右移动，我们可能需要对其进行舍入，以便将结果四舍五入到最接近的整数。

如果 e 大于24，则将 f 左移 e -24位。返回 f 作为结果。

如果 e 小于-1，则浮点数介于-½和½之间，不包括。结果返回0.

否则，我们将 f 右移24- e 位。但是，我们将首先保存舍入所需的位数。将 r 设置为将f转换为无符号32位整数并将其向左移位32-（24- e ）位的结果（等效地，将其左移8+ < em> e 位）。这将取出将从 f （下方）移出的位，并在32位中“左侧调整”它们，因此我们在它们开始时有一个固定的位置。

将 f 右移24- e 位。

如果 r 小于2 ³¹，则不执行任何操作（这是向下舍入;移位截断位）。如果 r 大于2 ³¹，请在 f 中添加一个（这是向上舍入的）。如果 r 等于2 ³¹，则将 f 的低位添加到 f 。（如果 f 是奇数，则在 f 中添加一个。在两个相等接近的值中，这将舍入为偶数值。）返回 f 。

Answer 4

你不能（有意义地）以这种方式将浮点数转换为'整数'（signed int或int）。

它可能最终具有整数类型，但它实际上只是IEEE754编码空间的索引，本身并不是一个有意义的值。

您可能会认为unsigned int作为位模式和整数值具有双重用途，但int没有。

还有platform issues对位符号进行位操作。

Answer 5

float x = 43.133;
int y;

assert (sizeof x == sizeof y);
memcpy (&y, &x, sizeof x);
...

Answer 6

// With the proviso that your compiler implementation uses
// the same number of bytes for an int as for a float:
// example float
float f = 1.234f;
// get address of float, cast as pointer to int, reference
int i = *((int *)&f);
// get address of int, cast as pointer to float, reference
float g = *((float *)&i);
printf("%f %f %08x\n",f,g,i);

Answer 7

您可以使用引用强制转换浮点数。像这样的演员应该永远不会生成任何代码。

C ++

float f = 1.0f;
int i = (int &)f;
printf("Float %f is 0x%08x\n", f, i);

输出：

Float 1.000000 is 0x3f800000

如果你想要c ++样式转换，请使用reinterpret_cast，就像这样。

int i = reinterpret_cast<int &>(f);

它不适用于表达式，您必须将其存储在变量中。

    int i_times_two;
    float f_times_two = f * 2.0f;
    i_times_two = (int &)f_times_two;

    i_times_two = (int &)(f * 2.0f);
main.cpp:25:13: error: C-style cast from rvalue to reference type 'int &'

在C中将float转换为int（按位）

7 个答案: