在 C 中将十六进制转换为浮点数，反之亦然

Question

我正在尝试编写一个算法来将十六进制数转换为浮点数，反之亦然。这是作业的一部分，程序应该接收以“0x”开头的 8 位十六进制数或浮点数，并使用计算机的“内置 IEEE 754 功能”将数字转换为十六进制或浮点数。代码应该在 C 中。

我的方法如下。将用户的输入存储为字符串。将输入 char 数组传递给一个方法，该方法通过检查数组的前两个位置（应该是 0 和 X）来检查它是否是十六进制数（假设所有十六进制数都以这种方式传递）。如果是这种情况，那么我会检查十六进制的格式是否正确，即 0-15 范围之外的数字或数字不要太多（也考虑到 ABCDEF 约定）。

所以，我的问题是，我不知道如何将这个数组转换回我可以用来转换为浮点数的数字。我考虑过使用 sscanf 将其转回浮点数，但我对 C 的了解不够，也没有在网上找到任何好的资源

有人能指出我正确的方向吗？我还考虑过将用户输入同时存储为字符串和数字，但我不确定这是否可行。

这里有两个表单检查函数和不完整的main方法：

int is_hex(char arr[])
{
    if (arr[0] == '0' && (arr[1] == 'x' || arr[1] == 'X')) {
        return 1;
    }
    return 0;
}

int check_if_good(char arr[])
{
    if (is_hex(arr)) {
        int len = strlen(arr);
        for (int i = 2; i < len; i++) {
            if ((arr[i] > 'f' && arr[i] <= 'z') || (arr[i] > 'F' && arr[i] <= 'Z')) {
                return 0;
            }
        }
    }

    return 1;
}

int main(int argc, const char * argv[])
{
    float x;
    char input[30];
    scanf("%s", input);
    printf("%s", input);
    return 0;
}

如果有人也能告诉我'%x' 的基本含义，我将不胜感激。据我了解，它可以让我以十六进制形式收集数字，但我可以将它们存储在整数和浮点数中吗？非常感谢您的帮助。

--编辑：floris 的额外代码。我试图在不使用任何额外库的情况下解决这个问题，所以你不能使用 stdint 库。

char input[30];
scanf("%s", input);
if(check_if_good(input)){  //Ignore this if-statement.
    printf("Input is in hex form");
}
int num = convert_hex_string(input); // this function works perfectly. It return the int form of the hex.
double f = *((double*)&num);
printf("%f\n", f);

Answer 1

如果你真的想知道一个特定的十六进制字符串代表什么浮点数，你可以将字符串转换为整数，然后查看地址假装它包含浮点数。以下是它的工作原理：

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>

int main(void) {
  char myString[]="0x3f9d70a4";
  uint32_t num;
  float f;
  sscanf(myString, "%x", &num);  // assuming you checked input
  f = *((float*)&num);
  printf("the hexadecimal 0x%08x becomes %.3f as a float\n", num, f);
}

这会作为输出产生

the hexadecimal 0x3f9d70a4 becomes 1.230 as a float

正如预期的那样。详情请见my answer to your other question about a related topic。

还应该很容易看出如何反向执行上述操作 - 从浮点数开始，然后获取十六进制表示。

Answer 2

如果你被允许使用库函数，试试 atoi(arr) 或 sscanf(arr+2, "%x", &num)

如果您想手动解析字符串，请考虑如何转换十进制数。例如，将“2987”转换为整数...

int n = 0;
n += 1000 * 2;
n += 100  * 9;
n += 10   * 8;
n += 1    * 7;

现在将该技术应用于十六进制。这是一个代码 sn-p 来处理单个 ascii 字符：

int char_to_int(char c) {
   if (c >= '0' && c <= '9') return c - '0';
   if (c >= 'A' && c <= 'F') return c - 'A' + 10;
   return 0; /* oops, something else... */
}

Answer 3

如果input的格式为：“0x......”那么

float f;
long l;

l = strtol(input, (char**)NULL, 16);
f = (float)l;

printf("%f", f);

变态

Answer 4

要将一串十六进制或浮点字符转换为float：

float StringToFloat(const char *s) {
  // OP's is_hex()
  if ((*s == '0') && ((*s == 'X') || (*s == 'x'))) {
    unsigned long ul = strtoul(d, NULL, 16);
    return  (float) ul;
  }
  double d = atof(s, NULL);
  return (float) d;
}
// Error handling omitted.

要将float 转换为十六进制字符串：

// return 1 on error
int StringToFloat(char *dest, float x) {
  float y = roundf(x);
  if ((x != y) || (y >= 4294967296.0f) || (y < 0.0f)) return 1;
  sprintf(dest, "0x%lx", (unsigned long) y);
  return 0;
}

---

在没有库函数的情况下将十六进制字符串转换为float 或unsigned long。
（不假设ASCII）。

// Substitute unsigned long for float as desired.
// Error return handing is then different.
float HexStringToFloat(const char *s) {
  if ((*s != '0') || ((*s != 'X') && (*s != 'x'))) {
    return NAN;  // Not-a-number macro from math.h
  }
  float x = 0;
  int ch;
  while ((ch = *s++) != '\0') {
    static const char HexDigit[] = "0123456789ABCDEFabcdef";
    int i = 0;
    while (1) {
      if (HexDigit[i] == '\0') return NAN;
      if (HexDigit[i] == ch) break;
      i++; 
    }
    if (i >= 16) i -= 6;
    x *= 16;
    x += i;
  }
  return x;
}

Answer 5

您需要使用乘法或位运算。完成您描述的边界/十六进制检查后，执行以下操作：

float x = 0;
for(i=0;i<8;i++)
{
 x += getDecimalValue(inputArray[i+2]) << (4*(7-i))
}

这是未经测试的代码，您需要将字符转换为十进制值（A=10，B=11 等）。该按位运算与将十六进制字符的十进制等效值乘以 2^numberOfBits 相同。这个答案是假设最左边的十六进制是最重要的（大端），反转小端的操作。