如何使用C中的常数将浮点数格式化为指数

问题描述

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，我只是困惑如何正确格式化以获取所需内容。本质上，客户端输入一个浮点数，然后u是与该浮点数具有相同位模式的unsigned int。

我知道我需要首先屏蔽除数字中的指数变量以外的所有内容。所以我认为是

field = (u & mask)

大概应该掩盖我们想要的部分-指数以外的位模式。

然后第二步是将其移位23，因此它不会被所有零包围...这是我感到困惑的地方。

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

看，我有点迷路。也许是对的。无论如何，我们向右移动23。

那么最后就是要考虑偏见。您想返回实际指数，而不是位。而要做的公式是指数位=（exp位模式）-偏见...所以我尝试一下

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

我只是无法获得正确的答案。首先，请简化我的格式化。我是C的新手，这是一个初学者项目。我知道这不好。但是，有人可以帮助我理解使这些步骤起作用的格式吗？还是对我所缺少的有所帮助？我只是在寻求逻辑方面的帮助。

解决方法

三种方法：

1. 最安全

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

1. 使用C语言安全

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

然后您可以使用fu.u

1. 不安全（指针刺）

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

具有无符号值u

您可以例如：

#define SIGN (1U << 31)
#define EXP  (0xff << 23)

unsigned sign = !!(u & SIGN)
unsigned exp = (u & EXP) >> 23;
unsigned mant = u & ~(SIGN | EXP);

,

当心字节序问题-对于类似于IEEE-754的布局，我们可以做到以下几点：

     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，在像x86这样的小端系统上，您的值将被格式化为

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

，其中第一个字节是有效数字的最低8位，然后是有效数字的中8位，然后是最低指数位，接着是有效数字的高7位，然后是符号位，其次是指数的高7位。

此外，不能保证float值的位模式将适合unsigned int ¹ 。最好将float值视为unsigned char的数组：

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

您可以将值分配给f成员：

union f32 myval = {.f = 1.234};

，然后通过c成员进行检查：

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

---

1. 仅需要unsigned int才能将值存储在至少{em> 范围[0..65535]中，这意味着它的宽度可能只有16位；在2000年以后构建的几乎所有系统上，它的宽度都是32位，但这并不是您可以普遍相信的。