浮点数位模式和实体模式

原文：http://blog.youkuaiyun.com/microsues/article/details/6567170

1、概念：

     浮点数的位模式是计算机存储浮点数的二进制数，比如： float f = 12345; 12345是f的实体模式，f的位模式为0x4640e400 ；

     double d= 12345; 12345是d的实体模式，d的位模式为0x40c81c8000000000；

     机器代码不包含关于字段声明或字段名字的信息，即缺乏类型信息。在调试时，可以通过反汇编来查看某个数据的位模式（即二进制表示），不管数据类型怎么转换，位模式都不会改变，即不同数据类型是位模式的表现形式。

 

2、转换方法

     方法一：

     

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1. #include<iostream>  
2. using namespace std;  
3. int main()  
4. {           
5.     //由于int比float范围小，所以并不能表示所有的浮点数  
6.     int x = 0x4640e400;  //用位模式来表示浮点数，位模式即浮点数的用二进制表示的  
7.     printf("%f/n",*(float*)&x); //打印浮点数  
8.     //由于int比float范围小，所以可能发生溢出  
9.     float f = 12345;  
10.     printf("%x/n",*(int*)&f);   //打印float浮点数的位模式  
11.       
12.     //由于long long unsigned比double范围小，所以并不能表示所有的浮点数  
13.     long long unsigned y = 0x40c81c8000000000;  //用位模式来表示浮点数，位模式即浮点数的用二进制表示的  
14.     printf("%f/n",(double)*(double*)&y); //   
15.     //由于long long unsigned比double范围小，所以可能发生溢出  
16.     double d = 12345;  
17.     printf("%llx/n",*(long long unsigned*)&d);     //注意使用%llx格式答应，如果使用%x格式打印，会输出0；  
18.     cout<<*(long long unsigned*)&d<<endl;  //cout打印10进制形式  
19.        
20.     return 0;  
21. }  

 

     方法二：

     

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1. #include<stdio.h>  
2. unsigned float2bit(float f)   //打印float的位模式，位模式即浮点数的用二进制表示的，  
3. {                           //整个函数等价于：return (int)*(int*)&f;  但int的范围比float小，所以可能发生溢出  
4.     union{   
5.         float f;  
6.         unsigned u;  
7.     } temp;  
8.     temp.f = f;  
9.     return temp.u;         
10.       
11. }  
12. float bit2float(unsigned word0)  
13. {                           //以1个4字节的unsigned的位的形式，创建一个4字节的float  
14.     union{  
15.         float d;  
16.         unsigned u;  
17.     }temp;  
18.     temp.u = word0;  
19.     return temp.d;  
20. }  
21. double bit2double(unsigned word0,unsigned word1)  
22. {                           //以两个4字节的unsigned的位的形式，创建一个8字节的double  
23.     union{  
24.         double d;  
25.         unsigned u[2];  
26.     }temp;  
27.     temp.u[0] = word0;  
28.     temp.u[1] = word1;  
29.     return temp.d;  
30. }  
31. unsigned long long  double2bit(double d)  
32. {                           //打印double的位模式  
33.     union{   
34.         double d;  
35.         unsigned long long  u;  
36.     } temp;  
37.     temp.d = d;  
38.     return temp.u;  
39. }  
40.   
41. int main()  
42. {  
43.     float f = 12345;  
44.     printf("%x/n",float2bit(f));     //打印float浮点数12345的位模式,结果为：0x4640e400  
45.     unsigned w3 = 0x4640e400;  
46.     float ff = bit2float(w3);  
47.     printf("%f/n",ff);     //  打印位模式0x4640e400对应的float类型，结果为：12345.000000  
48.       
49.     double d = 12345;            //打印double浮点数12345的位模式,结果为：0x40c81c8000000000  
50.     printf("%llx/n",double2bit(d));  //注意使用%llx格式答应，如果使用%x格式打印，会输出0；  
51.     unsigned w0 = 0x0, w1= 0x40c81c80;  
52.     double dt = bit2double(w0,w1);  //打印位模式0x40c81c8000000000对应的double类型，结果为：12345.000000  
53.     printf("%f/n",dt);   
54.     return 0;  
55. }  

 

     方法三：只实现了实体模式到位模式的转换

     

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1. #include<stdio.h>  
2. typedef unsigned char *pbyte;  
3. void show_byte(pbyte start,int len)  
4. {  
5.     int i;  
6.     for(i=0;i<len;i++)  
7.         printf("%.2x",start[i]);  //在小端机器机器上，先打印低地址数据，在打印高地址数据  
8.     putchar(10);  
9. }  
10. void show_int(int x)        //打印int的位模式  
11. {  
12.     show_byte((pbyte)&x,sizeof(int));  
13. }  
14. void show_float(float x)    //打印float的位模式  
15. {  
16.     show_byte((pbyte)&x,sizeof(float));  
17. }  
18. void show_double(double x)   //打印double的位模式  
19. {   
20.     show_byte((pbyte)&x,sizeof(double));  
21. }  
22. void show_pointer(void* x)     //打印指针变量的位模式  
23. {  
24.     show_byte((pbyte)&x,sizeof(void*));  
25. }  
26. int main()  
27. {  
28.     int ival = 12345;  
29.     float fval = (float)ival;  
30.     int *pval = &ival;  
31.     double dd = 12345;  
32.     show_int(ival);        //打印int = 12345  的位模式: 0x3039  
33.     show_float(fval);     //打印float = 12345 的位模式: 0x4640e400   
34.     show_double(dd);     //打印double = 12345 的位模式: 0x40c81c8000000000  
35.     show_pointer((void*)pval);  
36.                             
37.     return 0;  
38. }