Bitstream to Float类型强制

Question

我无法让下面的代码正常工作。使用在线的IEEE-754转换器，我(手动)写出了testData.txt文件，该文件是用表示浮点数75.5的位串读取的；实际的cout.write也显示了位串也是我所期望的。但是，当我尝试使用联合将char*转换为浮点数时(正如我所看到的，这是完成此转换的典型方法)，得到的浮点数并不是我期望的数字。

#include<climits>
#include<iostream>
#include<fstream>
#include<bitset>

int main( int, char** )
{

    std::ifstream inputFile( "testData.txt", std::ios_base::in | std::ios_base::binary );
    if( !inputFile ) std::cout << "Failed to open input file!" << std::endl;

    char buffer[ CHAR_BIT * sizeof(float) ];
    inputFile.read( buffer, CHAR_BIT * sizeof(float) );

    std::cout << "cout.write of input from file = ";
    std::cout.write( buffer, CHAR_BIT * sizeof(float) );
    std::cout << std::endl;

    union { float f; char* c; } fToCharStarUnion;

    fToCharStarUnion.c = buffer;
    std::bitset< sizeof(float) * CHAR_BIT > bits( std::string( fToCharStarUnion.c ) );
    std::cout << "fToCharStarUnion.f = " << fToCharStarUnion.f << " bits = " << bits << std::endl;

    inputFile.close();
    return 0;
}

运行此命令的返回结果为：

cout.write of input from file = 01000010100101110000000000000000
fToCharStarUnion.f = -1.61821e+38 bits = 01000010100101110000000000000000

是不是有什么基本的东西我没有做，可以让它正常工作？

Answer 1

您正在使用bitset的构造函数将ASCII码转换为位。这会导致解码后的比特位于bitset对象中，而不是union中。要从位集获取原始位，请使用to_ulong方法：

#include<climits>
#include<iostream>
#include<fstream>
#include<bitset>

int main( int, char** )
{

    std::ifstream inputFile( "testData.txt",
       std::ios_base::in | std::ios_base::binary );
    if( !inputFile ) std::cout << "Failed to open input file!" << std::endl;

    char buffer[ CHAR_BIT * sizeof(float) ];
    inputFile.read( buffer, CHAR_BIT * sizeof(float) );

    std::cout << "cout.write of input from file = ";
    std::cout.write( buffer, CHAR_BIT * sizeof(float) );
    std::cout << std::endl;

    union {
        float f[ sizeof(unsigned long)/sizeof(float) ];
        unsigned long l;
    } funion;

    funion.l = std::bitset<32>( std::string( buffer ) ).to_ulong();
    std::cout << "funion.f = " << funion.f[0]
       << " bits = " << std::hex <<funion.l << std::endl;

    inputFile.close();
    return 0;
}

这通常假设您的FPU以与CPU的整数部分相同的字节顺序运行，并且sizeof(long) >= sizeof(float)…对double的保证较少，而且确实很难使其可移植到具有64位FPU的32位机器上。

编辑：现在我已经使联盟的成员大小相等了，我看到这段代码对字节顺序很敏感。解码后的float将位于大端机器上数组的最后一个元素，小端机器上的第一个元素。:v( .也许最好的方法是尝试为联合的整数成员提供与FP成员完全相同的位数，并在获得to_ulong后执行缩小转换。要维护您在原始代码中所追求的可移植性标准非常困难。

Answer 2

您的联合需要包含一个字符数组，而不是一个指针。

union { float f; char c[sizeof(float)]; } float2char;

您还必须担心字节顺序；c是浮点数的指数端，还是尾数的尾数。(答案因硬件而异-英特尔与PPC或SPARC或...)