在 Javascript 中解压缩半精度浮点数答案

【问题标题】：Decompressing Half Precision Floats in Javascript在 Javascript 中解压缩半精度浮点数
【发布时间】：2011-08-06 09:53:31
【问题描述】：

我正在尝试使用包含大量 16 位浮点数的 javascript 读取二进制文件。相当肯定它是 IEEE 标准，小端。将这两个字节读入一个 int 非常简单，但是从那里我没有成功地将它扩展到一个完整的浮点数。有什么线索吗？

【问题讨论】：

标签： javascript precision

【解决方案1】：

@Toji：非常感谢！这是针对 V8 等非高端引擎进行优化的版本

var pow = Math.pow;
function decodeFloat16 (binary) {"use strict";
    var exponent = (binary & 0x7C00) >> 10,
        fraction = binary & 0x03FF;
    return (binary >> 15 ? -1 : 1) * (
        exponent ?
        (
            exponent === 0x1F ?
            fraction ? NaN : Infinity :
            pow(2, exponent - 15) * (1 + fraction / 0x400)
        ) :
        6.103515625e-5 * (fraction / 0x400)
    );
};

还有更完整的 IEEE 754 测试：

function test() {
    var samples = [
        0x3C00, // = 1
            0xC000, // = −2
            0x7BFF, // = 6.5504 × 10^4 (max half precision)
            0x0400, // = 2^−14 ≈ 6.10352 × 10^−5 (minimum positive normal)
            0x0001, // = 2^−24 ≈ 5.96046 × 10^−8 (minimum strictly positive subnormal)
            0x0000, // = 0
            0x8000, // = −0
            0x7C00, // = Infinity
            0xFC00, // = −Infinity
            0x3555, // ≈ 0.33325... ≈ 1/3
            0x7C01  // = NaN
        ],
        i = samples.length;
    while (i--) samples[i] = decodeFloat16(samples[i]);
    return samples.join("\n");
};

与Toji原始代码的性能测试结果对比：

铬 17：+30 %
Safari 5.1：-10 %（不要问我为什么）
Firefox 9：+11 %
IExplorer 9：+22 %
IExplorer 7：+14 %

【讨论】：

【解决方案2】：

我最终根据维基百科页面上的信息实现了自己的解析器。它可能不是最快的，但我不太担心。这里是为那些好奇的人准备的：

function float16_to_float(h) {
    var s = (h & 0x8000) >> 15;
    var e = (h & 0x7C00) >> 10;
    var f = h & 0x03FF;

    if(e == 0) {
        return (s?-1:1) * Math.pow(2,-14) * (f/Math.pow(2, 10));
    } else if (e == 0x1F) {
        return f?NaN:((s?-1:1)*Infinity);
    }

    return (s?-1:1) * Math.pow(2, e-15) * (1+(f/Math.pow(2, 10)));
}

function test() {
    float16_to_float(parseInt('3C00', 16)); // 1
    float16_to_float(parseInt('C000', 16)); // -2

    float16_to_float(parseInt('7BFF', 16)); // 6.5504 × 10^4 (Maximum half precision)
    float16_to_float(parseInt('3555', 16)); // 0.33325... ≈ 1/3
    // Works with all the test cases on the wikipedia page
}

【讨论】：

对不起，是的。我搞砸了。那应该是'f'。我会在两秒钟内修复它。

【解决方案3】：

从jspack 中汲取灵感。 A bunch of people tried similar stuff before.

【讨论】：

【解决方案4】：

开始阅读this wikipedia article。为了实现，我会创建一个查找表。（或者可能是两个，一个用于高字节和低字节。

【讨论】：

致反对者：请花点时间解释原因！有问题的维基百科页面信息量很大。查找表的建议可能不那么重要。
@Toji：通常如果你需要半个浮点数，你需要存储很多，然后性能很重要。
我对此没有异议，当然我认为性能是他们在这里使用的原因。但是我看不出我的两部分查找表如何适用于浮点数，并且包含 65536 个值的查找表似乎，嗯……有点极端？