Question

我试图弄清楚这段代码大约一个小时但仍然没有运气。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int f(float f)
{
    union un {float f; int i;} u = {f};

    return (u.i&0x7F800000) >> 23;
}

int main()
{
    printf("%d\n", f(1));

return 0;
}

我不明白这是怎么回事，我尝试了f（1），f（2），f（3），f（4），当然得到了不同的结果。我也读过很多关于工会和事情的文章。我注意到当我从返回中删除0x7F800000时，结果将是相同的。我想知道u.i是如何生成的，显然它不是一些随机垃圾，但它也不是函数参数中的一个（1）。这里发生了什么，它是如何工作的？

Answer 1

这实际上相当于了解浮点数如何在内存中表示。（见IEEE 754）。

简而言之，32位浮点数将具有以下结构

第31位将是总数
位30 - 23将是数字的指数，偏向127
位22-0将代表数字的小数部分。这是标准化的，使得十进制（实际上是二进制）点之前的数字是一。

关于联盟，回想一下联盟是一个计算机内存块，可以同时保存其中一种类型，所以声明：

   union un
   {
        float f;
        int   i;
   };

正在创建一个32位的内存块，可以在任何给定的时间保存浮点数或整数。现在，当我们使用浮点参数调用函数时，该数字的位模式将写入un的内存位置。现在，当我们使用i成员访问联合时，位模式被视为整数。

因此，32位浮点数的一般布局为seee eeee efff ffff ffff ffff ffff ffff，其中s代表符号位，e代表位和f分数位。好吧，有点胡言乱语，希望一个例子可能会有所帮助。

要将4转换为IEEE浮点，首先将7转换为二进制（我将32位数字拆分为4位半字节）;

    4 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111

现在我们需要将其标准化，即表示这是一个提升到2的幂的数字;

    1.11 x 2^2

在这里我们需要记住，每个2的幂都将二进制点向右移动（类似于处理10的幂）。

由此，我们现在可以生成位模式

数字的整体符号为正，因此整体符号位为0.
指数为2，但我们将指数偏向127.这意味着指数-127将存储为0，而指数127将存储为255.因此，我们的指数字段将是129或1000 0001。
最后我们的标准化数字是1100 0000 0000 0000 0000 000 000.请注意，我们已经放弃了领先的“1＆＃39;因为它总是假设在那里。
把这一切放在一起，我们有位模式：

4 = 0100 0000 1110 0000 0000 0000 0000 0000

现在，这里的最后一点是bit-wise和0x7F800000如果我们以二进制写出0111 1111 1000 0000 0000 0000 0000 0000，如果我们将它与IEEE浮点数的一般布局进行比较，我们看到我们用掩码选择的是指数位，然后我们将它转移到剩下23位。

所以你的程序只是打印出一个浮点数的偏差指数。例如，

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>

    int f(float f)
    {
         union un {float f; int i;} u = {f};

         return (u.i&0x7F800000) >> 23;
    }

    int main()
    {
         printf("%d\n", f(7));
         return 0;
    }

按照我们的预期输出129。

挣扎着联盟输出

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