如何使用C中的常量将浮点转换为指数格式

Question

所以我得到了

const int mask = 0x7F800000
const int shift = 23
const int bias = 127
int exp (float number)  {
unsigned int u = *(unsigned int*)&number;
int field = 0;

老实说，我只是困惑于如何正确格式化才能得到我想要的东西。本质上，客户端输入一个float，然后u是无符号int，它与float具有相同的位模式。

我知道我需要首先屏蔽除数字中的指数变量之外的所有内容。所以我认为是

field = (u & mask)

这应该会屏蔽位模式，除了我们想要的部分——指数。

然后第二步是把它移23，这样它就不会被所有的零包围。。。这就是我感到困惑的地方。

field = (u & mask) >> shift ???

看，我有点迷路了。也许这是对的。不管怎样，我们都在向右移动23。

最后一点就是要考虑到这种偏见。您希望返回实际的指数，而不是位。这样做的公式是指数位=(exp位模式(-偏置。。。所以我试试这个

field = ((u & mask) >> shift) - bias;
return(field);

我就是找不到正确的答案。首先，请放松我的格式设置。我是C的新手，这是一个初学者项目。我知道这不是很好。但是，有人能帮助我理解这些步骤的格式吗？或者帮我弥补我所缺少的？我只是想在逻辑上寻求帮助。

Answer 1

小心端序问题-对于类似IEEE-754的布局，我们可以有以下内容：

A        A+1      A+2      A+3        Big-endian addressing
+--------+--------+--------+--------+
|seeeeeee|efffffff|ffffffff|ffffffff|
+--------+--------+--------+--------+
A+3      A+2      A+1      A          Little-endian addressing

因此，在x86这样的小端系统上，您的值将被格式化为

+--------+--------+-------+--------+
|ffffffff|ffffffff|effffff|seeeeeee|
+--------+--------+-------+--------+

其中，第一个字节将是有效位的最低8位，然后是有效位中间的8位，接着是最低指数位，再接着是有效位最高的7位，再然后是符号位，再后面是指数最高的7个位。

此外，不能保证float值的比特模式将适合于unsigned int¹。最好将浮点值视为unsigned char:的数组

union f32 {
float f;
unsigned char c[sizeof f];
};

您可以将您的价值分配给f成员：

union f32 myval = {.f = 1.234};

然后通过c成员进行检查

printf( "sign bit is %dn", (f32.c[3] & 0x80) >> 7 );

---

1. unsigned int只需要存储中的值，至少范围[0..65535]，这意味着它可以小到16位宽；在2000年之后构建的几乎任何系统上，它都将是32位宽的，但这并不是一个普遍正确的系统

Answer 2

三种方法：

1. 最安全

int exp (float number)  {
unsigned int u;
memcpy(&u, &numberm sizeof(u));

2. 在C中安全

int exp (float number)  {
union 
{
unsigned int u;
float f;
}fu = {.f = number};

然后你可以使用fu.u

3. 不安全(指针敲击(

int exp (float number)  {
unsigned int *u = (void *)&number;

具有无符号值u

例如：

#define SIGN (1U << 31)
#define EXP  (0xff << 23)
unsigned sign = !!(u & SIGN)
unsigned exp = (u & EXP) >> 23;
unsigned mant = u & ~(SIGN | EXP);