使用按位運算符比較浮點數

Question

如何使用一系列按位運算比較浮點值？

Answer 1

別。 只是...不。 使用== ，或使用其狂野古怪的neigbors >和< 。 甚至還有瘋狂的雜種， <=和>= ！ 這些應該可以滿足您所有的浮動比較需求。

更新：沒關系，不要使用== 。 其他應該沒問題。

更新更新：不使用==意味着您可能也不應該使用<=或>= 。 這個故事的寓意是，浮動是棘手的，這就是為什么您絕對不應該嘗試對它們進行按位操作。

Answer 2

實際上，在某些情況下按位操作浮點數是有意義的。 例如，如果您嘗試以較低的位精度或較高的位精度對硬件建模。 在這種情況下，您將需要訪問浮點數上的位。 正如bta所說，首先應該知道的是IEEE 754標准，這樣您就可以知道要操作的位。

然后，您可以使用諸如ShinTakezou的解決方案，但我建議您使用一些更復雜的方法。

假設我們要單精度。

首先，我們聲明一個具有不同浮點字段的結構：

typedef struct s_float{
    int sign : 1;
    int exponent : 8;
    int mantissa : 23;
}my_float_struct;

那么我們就這樣聲明一個聯合：

union u_float{
    float the_float;
    my_float_struct the_structure;
}my_float;

然后我們可以通過執行以下操作來訪問代碼中的浮點數：

my_float.the_float = <float number>;

位字段的用法如下：

printf("%f is %d.%d.%d\n",my_float.the_float,my_float.the_structure.sign,my_float.the_structure.exponent,my_float.the_structure.mantissa);

而且，您可以分配，修改字段或其他所需的內容。

Answer 3

我不認為在float上使用按位運算符會做您認為會做的事情。 在這樣做之前，請確保您熟悉IEEE 754標准，該標准控制內部浮點數的表示方式。 盡管這是完全有效的操作，但很有可能不是很有用。

您到底想完成什么？ 可能有更好的方法。

Answer 4

float表示的域與它們的位實現和操縱不太匹配。

您可以輕松地在浮點數上應用任何按位運算符，但不會獲得任何有用的信息，因為這些運算符將以某種方式修改數字，如果您要將其視為浮點數，則根本沒有任何意義。

對兩個指數進行“與”運算或對兩個尾數進行“異或”運算會有什么樣的意義？ 我的意思是在實際的浮動操作中

Answer 5

浮點布局在很大程度上取決於平台。 我記得曾經看到過丑陋的駭客只使用整數運算來繪制隨機浮點數，但這絕對不是可移植的。

Answer 6

在非常罕見的情況下，您需要執行此操作（例如，處理外部浮點格式，例如在PC上操作的VAX G格式的數據），通常可以通過將浮點數據放入相同的大小，否則放入一個char數組（同樣，大小正確）。

不要期望這樣的代碼接近可移植或干凈的地方。 在典型情況下，您希望做的盡可能少，通常只需讀取原始數據，創建盡可能接近的本機浮點值，然后使用該值即可。 即使當/如果您必須處理此類外來數據，通常仍應避免進行外來格式的比較之類的操作。

Answer 7

在下面的鏈接中有一個很好的描述，該鏈接使用該技巧為浮點數創建了高度優化的排序功能。

http://www.stereopsis.com/radix.html

顯然，在大多數情況下，使用這種黑客工具不是可移植且不可取的。

Answer 8

如果您仔細閱讀有關fp編號的IEEE規范，那么您就開始了。 下一步是如果cpu具有fp支持，則在軟件中實現硬件已經完成的工作，否則，您必須從頭開始在軟件中實現fp操作（根據IEEE）...完全可行（這是必須要做的）如果需要使用IEEE 754，則在將IEEE用於cpus或fp協處理器之前執行此操作）。

讓我們假設您的目標根本無法執行fp，因此您需要從頭開始實現它。 然后由您決定如何將數字存儲在內存中（您是否可以同意系統的字節序）； 例如，1.23的浮點數在我的機器（LE）上以0xA4709D3F的形式存儲在內存中，實際上，“正確”的方式是0x3F9D70A4（我們的寫入方式比LE更像BE，但是沒有“正確”方式...即使這種方式允許我們直接使用規格檢查數據，因此，如果我編寫-1.23，則將獲得0xBF9D70A4，很明顯，符號位已升為1）

但是，由於我們要從頭開始實現它，因此可以通過以下方式將數字寫入內存：

unsigned char p[4];
p[0] = 0x3f; p[1] = 0x9d; p[2] = 0x70; p[3] = 0xa4;

然后是困難的部分...像這樣：

bool is_positive(float_t *p)
{
  return ! (p[0] & 0x80); // or alike
}

我們在內存中工作的前提是proc無法處理32位（或更多）整數。 當然，我選擇了更簡單的操作...！ 其他的比較難，但是從IEEE 754描述開始並做一些推理，您可以實現所需的功能。 如您所見，這並不是那么容易...在某個地方，您可以找到沒有浮點數單元時就可以對fp數執行運算的庫，但是現在我卻找不到任何庫（例如Amiga mathieeedoubbas.library ，但是我認為您找不到此來源，無論如何它可能直接存在於m68k asm中；只是說軟件impl可能存在於某處...）

Answer 9

轉換為整數類型。 然后，您可以使用它的所有二進制操作。 當心轉換是暫時的（類型轉換就像一個函數返回值一樣，被解釋為具有不同的類型）。

float real_value;
(int)real_value | 3, // this will work
real_value | 3; // This will not work