从未签名的 int 转换为浮点型

Question

我有一个 32 位无符号值，我想将其转换为 IEEE 754 浮点数。

这是我的变量：

unsigned int val = 0x3f800000;  
float floatVal;

我知道我必须执行以下操作才能将 uint 值正确转换为我期望的 IEEE 754 浮点值 1.0

floatVal = *((float*)&val);

谁能解释为什么 floatVal = (float)val 不返回相同的结果？floatVal 的值不是 1.0.0，而是 1.0653532e+009。我相信这部分是由于在这种类型的类型转换中丢失了位，而位是通过指针转换保留的，但更详细的解释将不胜感激。

Answer 1

1. 在当前的 C 标准(C99、C11)中，应该通过联合进行类型双关语，而不是取消引用类型转换指针：

   #include <stdint.h>
   uint32_t  float_bits(const float  f)
   {
   union {
   uint32_t  u;
   float     f;
   } temp;
   temp.f = f;
   return temp.u;
   }
   

2. 大多数当前体系结构对float类型使用 IEEE-754 二进制 32 格式，但不是全部。如果您的程序假定这一点，则应在文档中说明。
   我个人喜欢在编译时检查它，如果我的代码无法应对，编译失败。

3. 大多数当前体系结构对整数和浮点类型使用相同的字节顺序(字节顺序)，但不是全部。同样，如果您的程序假设了这一点，它应该在文档中说明这一点，或者在编译时检查它(例如，在同一项目中使用单独的测试程序)。

4. 在 C 中，表达式(type)variable将变量variable的值强制转换为类型type。例如：

   int32_t my_truncate(float value)
   {
   return (int32_t)value;
   }
   

   例如，如果value == 2.125，则my_truncate(value) == 2。

   同样，将整数值转换为浮点类型时，计算结果为最能表示原始整数值的浮点值。例如，(float)425 == 425.0f.(最后f只是告诉值是float类型。如果浮点值末尾没有f，则其在 C 中的类型为double.)

5. "存储表示形式"是指值在内存中的实际存储方式。

强制转换和类型双关

6. 之间的区别在于，强制转换会重新解释值本身，但类型双关重新解释值的存储表示形式是如何解释的。

   因此，将整数值强制转换为浮点型只会生成最能表示原始整数值的浮点值;但是将整数值(与float大小相同)类型双关到float意味着该整数值的存储表示形式被视为浮点值的存储表示形式，从而生成与原始整数值具有相同存储表示形式的浮点值。

   同样在另一个方向。将浮点数类型双关为无符号整数类型，将产生与原始浮点数具有相同存储表示形式的无符号整数(以及位)。这正是上面的float_bits()示例函数所做的。

7. 在 C99 和更高版本的 C 标准以及 POSIXy C 实现中，您可以使用frexpf()函数将float拆分为规范化分数：x × 2ⁿ，其中 -1.0<= -0.5f 或 0.5 <=x<1;n是整数指数。
   如果需要，可以使用它来构造 binary32 可以表示的最接近值的表示，在uint32_t中。这在不使用 IEEE 754 二进制 32 进行float的体系结构上非常有用。