我想显示浮点数的二进制(或十六进制)表示。我知道如何手动转换(使用方法here),但我有兴趣看到相同的代码示例。
虽然我对C ++和Java解决方案特别感兴趣,但我想知道是否有任何语言让它变得特别容易,所以我正在使这个语言无关。我很想看到其他语言的解决方案。
编辑:我已经很好地报道了C,C ++,C#和Java。是否有任何想要添加到列表中的替代语言专家?
答案 0 :(得分:31)
C / C ++很容易。
union ufloat {
float f;
unsigned u;
};
ufloat u1;
u1.f = 0.3f;
然后你输出u1.u
。您可以调整this implementation。
双打也很容易。
union udouble {
double d;
unsigned long u;
}
因为双打是64位。
Java更容易:使用Float.floatToRawIntBits()结合Integer.toBinaryString()和Double.doubleToRawLongBits结合Long.toBinaryString()。
答案 1 :(得分:25)
在C:
int fl = *(int*)&floatVar;
&floatVar
将获得地址内存,然后(int*)
将成为指向此地址内存的指针,最后*将获取4字节的值浮点数为int。
然后你可以打印二进制格式或十六进制格式。
答案 2 :(得分:7)
Java:谷歌搜索在Sun's forums
上找到此链接具体(我自己没试过)
long binary = Double.doubleToLongBits(3.14159);
String strBinary = Long.toBinaryString(binary);
答案 3 :(得分:6)
在.NET(包括C#)中,你有BitConverter
接受许多类型,允许访问原始二进制文件;要获得十六进制,ToString("x2")
是最常见的选项(可能包含在实用程序方法中):
byte[] raw = BitConverter.GetBytes(123.45);
StringBuilder sb = new StringBuilder(raw.Length * 2);
foreach (byte b in raw)
{
sb.Append(b.ToString("x2"));
}
Console.WriteLine(sb);
奇怪的是,base-64有1行转换(Convert.ToBase64String
),但base-16需要更多努力。除非你引用Microsoft.VisualBasic,在这种情况下:
long tmp = BitConverter.DoubleToInt64Bits(123.45);
string hex = Microsoft.VisualBasic.Conversion.Hex(tmp);
答案 4 :(得分:4)
我是这样做的:
/*
@(#)File: $RCSfile: dumpdblflt.c,v $
@(#)Version: $Revision: 1.1 $
@(#)Last changed: $Date: 2007/09/05 22:23:33 $
@(#)Purpose: Print C double and float data in bytes etc.
@(#)Author: J Leffler
@(#)Copyright: (C) JLSS 2007
@(#)Product: :PRODUCT:
*/
/*TABSTOP=4*/
#include <stdio.h>
#include "imageprt.h"
#ifndef lint
/* Prevent over-aggressive optimizers from eliminating ID string */
extern const char jlss_id_dumpdblflt_c[];
const char jlss_id_dumpdblflt_c[] = "@(#)$Id: dumpdblflt.c,v 1.1 2007/09/05 22:23:33 jleffler Exp $";
#endif /* lint */
union u_double
{
double dbl;
char data[sizeof(double)];
};
union u_float
{
float flt;
char data[sizeof(float)];
};
static void dump_float(union u_float f)
{
int exp;
long mant;
printf("32-bit float: sign: %d, ", (f.data[0] & 0x80) >> 7);
exp = ((f.data[0] & 0x7F) << 1) | ((f.data[1] & 0x80) >> 7);
printf("expt: %4d (unbiassed %5d), ", exp, exp - 127);
mant = ((((f.data[1] & 0x7F) << 8) | (f.data[2] & 0xFF)) << 8) | (f.data[3] & 0xFF);
printf("mant: %16ld (0x%06lX)\n", mant, mant);
}
static void dump_double(union u_double d)
{
int exp;
long long mant;
printf("64-bit float: sign: %d, ", (d.data[0] & 0x80) >> 7);
exp = ((d.data[0] & 0x7F) << 4) | ((d.data[1] & 0xF0) >> 4);
printf("expt: %4d (unbiassed %5d), ", exp, exp - 1023);
mant = ((((d.data[1] & 0x0F) << 8) | (d.data[2] & 0xFF)) << 8) |
(d.data[3] & 0xFF);
mant = (mant << 32) | ((((((d.data[4] & 0xFF) << 8) |
(d.data[5] & 0xFF)) << 8) | (d.data[6] & 0xFF)) << 8) |
(d.data[7] & 0xFF);
printf("mant: %16lld (0x%013llX)\n", mant, mant);
}
static void print_value(double v)
{
union u_double d;
union u_float f;
f.flt = v;
d.dbl = v;
printf("SPARC: float/double of %g\n", v);
image_print(stdout, 0, f.data, sizeof(f.data));
image_print(stdout, 0, d.data, sizeof(d.data));
dump_float(f);
dump_double(d);
}
int main(void)
{
print_value(+1.0);
print_value(+2.0);
print_value(+3.0);
print_value( 0.0);
print_value(-3.0);
print_value(+3.1415926535897932);
print_value(+1e126);
return(0);
}
在SUN UltraSPARC上运行,我得到了:
SPARC: float/double of 1
0x0000: 3F 80 00 00 ?...
0x0000: 3F F0 00 00 00 00 00 00 ?.......
32-bit float: sign: 0, expt: 127 (unbiassed 0), mant: 0 (0x000000)
64-bit float: sign: 0, expt: 1023 (unbiassed 0), mant: 0 (0x0000000000000)
SPARC: float/double of 2
0x0000: 40 00 00 00 @...
0x0000: 40 00 00 00 00 00 00 00 @.......
32-bit float: sign: 0, expt: 128 (unbiassed 1), mant: 0 (0x000000)
64-bit float: sign: 0, expt: 1024 (unbiassed 1), mant: 0 (0x0000000000000)
SPARC: float/double of 3
0x0000: 40 40 00 00 @@..
0x0000: 40 08 00 00 00 00 00 00 @.......
32-bit float: sign: 0, expt: 128 (unbiassed 1), mant: 4194304 (0x400000)
64-bit float: sign: 0, expt: 1024 (unbiassed 1), mant: 2251799813685248 (0x8000000000000)
SPARC: float/double of 0
0x0000: 00 00 00 00 ....
0x0000: 00 00 00 00 00 00 00 00 ........
32-bit float: sign: 0, expt: 0 (unbiassed -127), mant: 0 (0x000000)
64-bit float: sign: 0, expt: 0 (unbiassed -1023), mant: 0 (0x0000000000000)
SPARC: float/double of -3
0x0000: C0 40 00 00 .@..
0x0000: C0 08 00 00 00 00 00 00 ........
32-bit float: sign: 1, expt: 128 (unbiassed 1), mant: 4194304 (0x400000)
64-bit float: sign: 1, expt: 1024 (unbiassed 1), mant: 2251799813685248 (0x8000000000000)
SPARC: float/double of 3.14159
0x0000: 40 49 0F DB @I..
0x0000: 40 09 21 FB 54 44 2D 18 @.!.TD-.
32-bit float: sign: 0, expt: 128 (unbiassed 1), mant: 4788187 (0x490FDB)
64-bit float: sign: 0, expt: 1024 (unbiassed 1), mant: 2570638124657944 (0x921FB54442D18)
SPARC: float/double of 1e+126
0x0000: 7F 80 00 00 ....
0x0000: 5A 17 A2 EC C4 14 A0 3F Z......?
32-bit float: sign: 0, expt: 255 (unbiassed 128), mant: 0 (0x000000)
64-bit float: sign: 0, expt: 1441 (unbiassed 418), mant: -1005281217 (0xFFFFFFFFC414A03F)
答案 5 :(得分:3)
那么Float和Double类(在Java中)都有一个toHexString('float')方法,这对于十六进制转换非常重要
Double.toHexString(42344);
Float.toHexString(42344);
简单就是馅饼!
答案 6 :(得分:3)
我不得不考虑在这里发布一段时间,因为这可能激发其他编码员用C做邪恶的事情。我决定发布它但是只记得:如果没有适当的文档,不要将这种代码写入任何严肃的应用程序甚至那时思考三次。
抛开免责声明,我们走了。
首先编写一个打印函数,例如二进制格式的长无符号变量:
void printbin(unsigned long x, int n)
{
if (--n) printbin(x>>1, n);
putchar("01"[x&1]);
}
不幸的是我们不能直接使用这个函数来打印我们的float变量,所以我们不得不破解一下。对于那些阅读过Carmack's Inverse Square Root Quake技巧的人来说,黑客看起来很熟悉。这个想法是为我们的浮点变量设置一个值,然后为我们的长整数变量获得相同的位掩码。因此我们取f的内存地址,将其转换为long *值,并使用该指针将f的位掩码作为长无符号。如果要将此值打印为无符号长度,则结果将是一团糟,但这些位与原始浮点值中的位相同,因此它并不重要。
int main(void)
{
long unsigned lu;
float f = -1.1f;
lu = *(long*)&f;
printbin(lu, 32);
printf("\n");
return 0;
}
如果您认为这种语法很糟糕,那就没错了。
答案 7 :(得分:3)
在Haskell中,没有可访问浮点的内部表示。但是你可以从多种格式进行二进制序列化,包括Float和Double。以下解决方案对于具有Data.Binary支持实例的任何类型都是通用的:
module BinarySerial where
import Data.Bits
import Data.Binary
import qualified Data.ByteString.Lazy as B
elemToBits :: (Bits a) => a -> [Bool]
elemToBits a = map (testBit a) [0..7]
listToBits :: (Bits a) => [a] -> [Bool]
listToBits a = reverse $ concat $ map elemToBits a
rawBits :: (Binary a) => a -> [Bool]
rawBits a = listToBits $ B.unpack $ encode a
可以使用rawBits进行转换:
rawBits (3.14::Float)
但是,如果你需要以这种方式访问浮点值,你可能做错了。真正的问题可能是如何访问浮点数的指数和有效数?答案是exponent和来自Prelude的有效数字:
significand 3.14
0.785
exponent 3.14
2
答案 8 :(得分:3)
<强>的Python:强>
代码:
import struct
def float2bin(number, hexdecimal=False, single=False):
bytes = struct.pack('>f' if single else '>d', number)
func, length = (hex, 2) if hexdecimal else (bin, 8)
byte2bin = lambda byte: func(ord(byte))[2:].ljust(length, '0')
return ''.join(map(byte2bin, bytes))
样品:
>>> float2bin(1.0)
'1111110011110000000000000000000000000000000000000000000000000000'
>>> float2bin(-1.0)
'1011111111110000000000000000000000000000000000000000000000000000'
>>> float2bin(1.0, True)
'3ff0000000000000'
>>> float2bin(1.0, True, True)
'3f800000'
>>> float2bin(-1.0, True)
'bff0000000000000'
答案 9 :(得分:3)
显然没有人会提到获得十六进制指数符号是多么微不足道,所以这里是:
#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
int main()
{
// C++11 manipulator
cout << 23.0f << " : " << std::hexfloat << 23.0f << endl;
// C equivalent solution
printf("23.0 in hexadecimal is: %A\n", 23.0f);
}
答案 10 :(得分:2)
您可以使用C#中的代码轻松地将float变量转换为int变量(或double到long):
float f = ...;
unsafe
{
int i = *(int*)&f;
}
答案 11 :(得分:0)
在C ++中,您可以用这种方式显示二进制表示:
template <class T>
std::bitset<sizeof(T)*8> binary_representation(const T& f)
{
typedef unsigned long TempType;
assert(sizeof(T)<=sizeof(TempType));
return std::bitset<sizeof(T)*8>(*(reinterpret_cast<const TempType*>(&f)));
}
这里的限制是因为bitset较长的参数是unsigned long, 所以它可以浮动,你可以使用比bitset和extend更多的东西 断言。
顺便说一下,在你需要一个“未加长的长”来覆盖双重的意义上,cletus建议失败了,无论如何你需要一些显示二进制(1或0)表示的东西。答案 12 :(得分:0)
为了将来参考,C ++ 2a引入了一个新的功能模板bit_cast
。
template< class To, class From >
constexpr To bit_cast(const From& from) noexcept;
我们可以简单地打电话给
float f = 3.14;
std::bit_cast<int>(f);
有关更多详细信息,请参见https://en.cppreference.com/w/cpp/numeric/bit_cast