如何使用 struct.unpack 将浮点数转换为二进制数？答案

【问题标题】：how to convert a float into binary using struct.unpack?如何使用 struct.unpack 将浮点数转换为二进制数？
【发布时间】：2017-09-25 16:58:44
【问题描述】：

我正在尝试将浮点数转换为二进制数。

我正在使用模块结构。例如，值为 3.5，当我执行此行时：

struct.pack('>f',3.5)

我明白了：

b'@`\x00\x00'

我想这两个 x00 x00 代表所使用的每个字节的十六进制值，但是 b 和 '@` 呢？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

格式字符串'>f'表示

'f' IEEE 754 binary32（4 字节，类似于 C 浮点数）

'>'big-endian字节顺序，标准大小

here 已记录在案。当表示为 ASCII 时，字符 @ 和 ` 只是数字数据 (3.5) 的一部分。查看表示为二进制的这 4 个字节可能更有帮助：

>>> format(ord('@'), '08b')
'01000000'
>>> format(ord('`'), '08b')
'01100000'
>>> format(ord('\x00'), '08b')
'00000000'

如此连接为 32 位浮点数，其二进制表示形式如下：

>>> ''.join(format(x, '08b') for x in b'@`\x00\x00')
'01000000011000000000000000000000'

要手动将二进制表示转换回浮点数，请在此处阅读single-precision floating-point format，并将其拆分为组件而不是字节。这是符号位、指数（8 位无符号整数、offset-encoded）和分数（23 位）：

0 10000000 11000000000000000000000

这里的指数只有 1，因为表示偏移了 127：

>>> int('10000000', 2) - 127
1

小数部分如1.11₂，即

>>> (2**0 + 2**-1 + 2**-2)*2
3.5

正号位 (-1)⁰ = 1，指数为 1，这就是数字 3.5（它恰好是可以精确地表示为浮点数）。

【讨论】：

【解决方案2】：

没问题 - b'' 文字已经是二进制字节类型（一个古老的传统，从 2.x 开始）。

>>> struct.pack('>f',3.5)
b'@`\x00\x00'
>>> a = struct.pack('>f',3.5)
>>> type(a)
<class 'bytes'>

【讨论】：