我有这段C代码，它将二进制64的值随机舍入到二进制32． 问题是我不太懂代码。我知道它直接对浮点数进行操作，但我不知道发生了什么。你能告诉我一些真知灼见吗?
float function(double x){
uint64_t temp = *(uint64_t*)&x;
uint32_t r = (rand() * (0xFFFFFFFF/RAND_MAX)) % 0x1FFFFFFF;
temp += r;
temp = temp & 0xFFFFFFFFE0000000;
return (float)*(double *)&temp;
}
位掩码代表什么?(我的直觉告诉我它与指数和尾数如何以二进制格式表示有关，但我无法想象它)
为什么随机变量r是这样计算的?
如何通过代码进行交互?
uint64_t temp =(uint64_t)&x;
这是一个糟糕的尝试，以获得代表doublex的位。这是不好的，因为它违反了C的混叠规则(C 2018 6.5 7)。正确的代码是uint64_t temp; memcpy(&temp, &x, sizeof temp);或uint64_t temp = (union { double d; uint64_t u; }) { x } .d;。前者将x的字节复制到temp中，后者使用复合文字创建一个临时对象，该对象是一个联合，它使用该对象来重新解释这些位。这两种方法都被C标准所支持。
uint32_t r = (rand() * (0xFFFFFFFF/RAND_MAX)) % 0x1FFFFFFF;
* (0xFFFFFFFF/RAND_MAX))尝试将rand的结果缩放到区间[0,FFFFFFFF16]。它可能做得并不完美。然后% 0x1FFFFFFF将其减小到区间[0,1fffffff16)。注意闭合的)和]——这是一个不包括1FFFFFFF16的半开间隔。这里有一些问题:
- 这可能是一个打字错误;
& 0x1FFFFFFF将干净地提取低29位，产生完全闭合间隔[0,1fffffff16]的结果。使用%有不同的结果，没有明显的数学目的，并且强制进行耗时的划分。 - 对于
%或&，没有明显的理由首先缩放到FFFFFFFF16;一个人可能会直接进入期望的最终间隔。 - 这只产生阳性结果;这个数字只会增加或保持不变，而不会减少。这可能是人们所希望的，但原因尚不清楚。在这一点和其他方面缺乏文档说明代码质量不高。
temp += r;
这将随机数添加到double的低位。有时，它会导致进位到上位。(如果上面的位都是1，也可以进到指数域)
temp = temp & 0xFFFFFFFFE0000000;
清除低29位。float和double常用的IEEE-754 binary32和binary64格式中，float有效位为24位(其中23编码在主有效位字段中)，double有效位为53位(其中52编码在主有效位字段中)，因此差异为29。因此，如果指数在float范围内，那么清除double编码中的低29位将产生一个完全可以表示为float的数字。
清除这些位的目的可能是为了防止在转换到float的过程中第二次向上舍入。上一行temp += r;中的add可能导致了有效位数的上位进位，因此其意图可能是确保数字只增加一个单位，而不是两个。
return (float)*(double *)&temp;
与上面的第一行一样，将比特重新解释为double是一个错误的尝试。(之后它被强制转换为float，这对于标准C来说是不必要的，因为return语句的操作数会自动转换为函数的返回类型，但是，如果使用严格的代码检查，它可能会沉默关于窄化转换的警告。)正确的代码应该是memcpy(&x, &temp, sizeof x); return x;或return (union { uint64_t u; double d }) { temp } .u;。