Question

我必须在Java中将浮点数转换为32位固定点。

无法理解什么是32位定点？

任何身体都可以帮助算法吗？

Answer 1

定点数是使用整数部分的类型的特定位数的实数的表示，以及小数部分的类型的其余位。表示每个部分的位数是固定的（因此名称，定点）。整数类型通常用于存储定点值。

定点数通常用于没有浮点支持的系统，或者需要比浮点数更快的系统。可以使用CPU的整数指令执行定点计算。

32位定点数将存储在32位类型中，例如int。

通常，（在这种情况下为无符号）整数类型中的每个位将表示一个整数值2 ^ n，如下所示：

 1    0    1    1    0    0    1    0       = 2^7 + 2^5 + 2^4 + 2^1 = 178
2^7  2^6  2^5  2^4  2^3  2^2  2^1  2^0

但如果该类型用于存储定点值，则这些位的解释略有不同：

 1    0    1    1    0    0    1    0       = 2^3 + 2^1 + 2^0 + 2^-3 = 11.125
2^3  2^2  2^1  2^0  2^-1 2^-2 2^-3 2^-4

上例中的定点数称为4.4定点数，因为整数部分有4位，数字的小数部分有4位。在32位类型中，定点值通常为16.16格式，但也可以是24.8,28.4或任何其他组合。

从浮点值转换为定点值包括以下步骤：

将浮点数乘以2 ^（类型的小数位数），例如。 2 ^ 8 for 24.8
如果需要，将结果舍入（只需加0.5），然后将其置换（或转换为整数类型），留下整数值。
将此值指定为定点类型。

显然，你可以在数字的小数部分失去一些精确度。如果小数部分的精度很重要，定点格式的选择可以反映这一点 - 例如。使用16.16或8.24而不是24.8。

如果需要对定点数进行签名，也可以采用相同的方式处理负值。

如果我的Java更强大，我会尝试一些代码，但我通常用C编写这样的东西，所以我不会尝试Java版本。此外，堆栈器的版本对我来说看起来不错，但有一个小例外，它不提供舍入的可能性。他甚至会告诉你如何进行乘法运算（转变非常重要！）

Answer 2

转换为固定点的一个非常简单的示例，它显示了如何转换和乘以PI by2。结果将转换回double，以证明在使用整数计算时尾数没有丢失。

您可以使用sin（）和cos（）查找表等轻松扩展它。如果您打算使用固定点来查找java定点库，我会建议。

public class Fix {

    public static final int FIXED_POINT = 16;
    public static final int ONE = 1 << FIXED_POINT;

    public static int mul(int a, int b) {
        return (int) ((long) a * (long) b >> FIXED_POINT);
    }

    public static int toFix( double val ) {
        return (int) (val * ONE);
    }

    public static int intVal( int fix ) {
        return fix >> FIXED_POINT;
    }

    public static double doubleVal( int fix ) {
        return ((double) fix) / ONE;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int f1 = toFix( Math.PI );
        int f2 = toFix( 2 );

        int result = mul( f1, f2 );
        System.out.println( "f1:" + f1 + "," + intVal( f1 ) );
        System.out.println( "f2:" + f2 + "," + intVal( f2 ) );
        System.out.println( "r:" + result +"," + intVal( result));
        System.out.println( "double: " + doubleVal( result ));

    }
}

输出

f1:205887,3
f2:131072,2
r:411774,6
double: 6.283172607421875

Answer 3

定点类型是在小数点后具有固定数量的十进制/二进制位数的类型。或者更一般地，一种类型可以存储一些正整数N的1 / N的倍数。

在内部，定点数值存储为值乘以比例因子。例如，存储比例因子为100的123.45，就像它是整数12345一样。

要将定点数的内部值转换为浮点数，只需除以比例因子即可。要转换另一种方式，请乘以缩放系数并舍入为最接近的整数。

Answer 4

32位定点的定义可能会有所不同。固定点的一般思想是，您在之前有一些固定的位数，在小数点（或二进制点）之后有另一个固定的位数。对于一个32位的，最常见的分割可能是偶数（前16个，后16个），但根据目的不能保证。

就转换而言，再次对某些变化开放 - 例如，如果输入数字超出目标范围，您可能想要做任何数量的不同事情（例如，在某些情况下，环绕可能有意义，但在其他人可能更喜欢饱和度。）

在Java中将浮点转换为32位定点

4 个答案: