双精度数的符号、尾数和指数答案

【问题标题】：Sign, mantissa, and exponent of a double双精度数的符号、尾数和指数
【发布时间】：2017-03-08 01:34:38
【问题描述】：

我从How to get the sign, mantissa and exponent of a floating point number找到以下代码

#include <stdio.h>
typedef union {
  float f;
  struct {
    unsigned int mantisa : 23;
    unsigned int exponent : 8;
    unsigned int sign : 1;
  } parts;
} double_cast;

int main() {
  double_cast d1;
  d1.f = 0.15625;
  printf("sign = %x\n",d1.parts.sign);
  printf("exponent = %x\n",d1.parts.exponent);
  printf("mantisa = %x\n",d1.parts.mantisa);
  return 0;
}

但是如何将其转换为尾数为 52、指数为 11、符号为 1 的双精度数？

【问题讨论】：

标签： c floating-point

【解决方案1】：

只需扩展逻辑并像这样定义您的联合，使用标准 int 64 实现可移植性：

#include <stdint.h>

typedef union {
  double f;
  struct {
    uint64_t mantisa : 52;
    uint64_t exponent : 11;
    uint64_t sign : 1;
  } parts;
} double_cast;

https://en.wikipedia.org/wiki/Double-precision_floating-point_format

顺便说一句：浮点映射也应该使用标准类型，而不是int：

typedef union {
  float f;
  struct {
    uint32_t mantisa : 23;
    uint32_t exponent : 8;
    uint32_t sign : 1;
  } parts;
} float_cast;

【讨论】：

谢谢，很长的声明是什么？ 8 个字符的值呢？
a long 可以是 8 字节或 4 字节之类的，这就是为什么 <stdint.h> 存在的原因：提供具有定义大小的统一类型。
这不是很便携，因为 C 标准不限制位域的布局方式。
@OregonState2016，你的整个方法是不可移植的。您不能依赖联合以您希望发生的方式将位域映射到 float / double 的位。
@OregonState2016，是的，实际上。 frexp() 系列函数专门用于分隔浮点数的符号+尾数和指数部分。从那里到达你想去的地方相当简单。不要忽视这样一个事实，即规范化的 IEEE-754 FP 数字在尾数中有一个额外的隐含 1 位，您可能需要考虑这一点。

【解决方案2】：

我认为您应该只使用位和移位运算符从双精度/浮点数中提取字段。您可以为此制作宏/功能。

【讨论】：

位运算符仅适用于整数类型，不适用于float、double或其他实数类型。
使用指针访问一种类型的对象，就好像它是不同类型的对象一样会调用未定义的行为。有一些例外，但唯一可以在这里应用的是通过char * 或unsigned char * 访问实际值。这可能行得通，但它比简单的 shift / mask / done 更复杂。