将单精度浮点数乘以 2

Question

这是一道作业题。我已经在网上找到了很多代码，包括 StackOverflow 中的一些代码。但我只想要概念而不是代码。我想自己实现它。所以我要实现的功能是：

• float_twice - 为浮点参数 f 返回表达式 2*f 的位级等效项。
• 参数和结果都作为unsigned int 传递，但它们将被解释为单精度浮点值的位级表示。

我想知道如何做到这一点。我知道浮点表示。并阅读关于如何将两个浮点数相乘的wiki页面，但不明白。我只是想知道它的概念/算法。

编辑：

谢谢大家。根据您的建议，我编写了以下代码：

unsigned float_twice(unsigned uf) {
    int s = (uf >> 31) << 31;
    int e = ((uf >> 23) & 0xFF) << 23;
    int f = uf & 0x7FFF;

    // if exponent is all 1's then its a special value NaN/infinity
    if (e == 0xFF000000){
        return uf;
        
    } else if (e > 0){  //if exponent is bigger than zero(not all zeros', not al 1's, 
                        // then its in normal form, add a number to the exponent
        return uf + (1 << 23);
        
    } else { // if not exponent not all 1's and not bigger than zero, then its all 
             // 0's, meaning denormalized form, and we have to add one to fraction

        return uf +1;
    } //end of if
    
} //end of function

Answer 1

你可以这样做（尽管有些人会声称它违反了严格的别名规则）：

unsigned int func(unsigned int n)
{
    float x = *(float*)&n;
    x *= 2;
    return *(unsigned int*)&x;
}

void test(float x)
{
    unsigned int n = *(unsigned int*)&x;
    printf("%08X\n",func(n));
}

在任何情况下，您都必须断言float 的大小等于您平台上int 的大小。

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如果您只想获取 unsigned int 操作数并对其执行将 float 乘以 2 的等效操作，那么您可以简单地将 1 添加到它的指数部分（位于位 20-30） ：

unsigned int func(unsigned int n)
{
    return n+(1<<20);
}