Bitstream to Float Type Coercion

Question

У меня возникли проблемы с правильной работой следующего кода. Используя онлайн-конвертер IEEE-754, я написал (вручную) файл testData.txt, который считывается с битовой строкой, которая должна означать номер с плавающей точкой 75.5; фактический cout.write действительно показывает, что бит-строка, как я ожидаю, также. Однако, когда я пытаюсь принудить char * к float с помощью объединения (как я видел, это типичный способ выполнить это преобразование), полученный float не является числом, которое я ожидаю.

#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; 
} 

Ответный результат работы это:

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

Есть ли что-то фундаментальное я не делаю что сделает эту работу правильно?

Answer 1

Вы переводите ASCII в биты, используя конструктор bitset. Это заставляет ваши декодированные биты находиться в объекте bitset, а не union. Для того, чтобы получить исходные биты из BitSet, используйте to_ulong метод:

#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; 
} 

Как правило, это предполагает, что ваш FPU работает с такой же порядок байтов, как целая часть вашего процессора, и что sizeof(long) >= sizeof(float) ... менее гарантироваться double и на самом деле трюк сложнее сделать переносным для 32-битных машин с 64-битными FPU.

Редактировать: Теперь, когда я сделал члены союза равными по размеру, я вижу, что этот код чувствителен к контенту. Декодированный float будет в последнем элементе массива на машине большого конца, первый элемент на малопонятном. : v. Возможно, лучшим подходом было бы попытаться дать целочисленному члену союза точно столько же бит, сколько член FP, и выполнить сужающийся приём после получения to_ulong. Очень сложно поддерживать стандарт переносимости, который вам показался снимая в исходном коде.

Answer 2

Ваш союз должен включать массив символов, а не указатель.

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

Вам также придется беспокоиться о контенте; есть c [0] конец экспоненты поплавка или хвост мантиссы. (Ответ будет зависеть от вашего оборудования - Intel vs PPC или SPARC или ...)