C语言 实现浮点数的整型强制转化

1.整型在内存中的存储形式 int 与 float 均是四个字节大小，即32位，但是他们在内存中的存储形式却是完全不相同的。

下面举一个例子，在vs下通过查看内存验证一下以上的事实。 1.1 int a = 12; 由于是正数，所以符号位取0。 (12) = 1010B 所以其在内存中存储形式为 0101 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 为了方便计算16进制数，将4位二进制数列为一组进行表示。

在监视窗口找到a的地址。

通过地址查看该地址存储的信息。

将其展开 0000 1010 0000 0000 0000 0000 0000 0000 2.单精度浮点数在内存在内存的储存 举例 float b = 12.125;

在监视窗口找到b的地址

通过b的地址，查看一下b在内存中的存储形式。

可见，b在内存中4字节是按照 00 00 42 41存储，因为我的机器是小端模式，所以真正的存储形式是 41 42 00 00。接下来分析一下这32个位都是什么，大家都知道二进制的四位可以用十六进制的1位表示。

关于浮点数的由十进制到二进制的转换大家一定也清楚，整数部分除二取余，小数部分乘二取整。 最后的结果是：12.125（10） = 1100.001（2）

浮点数共计占内存4个字节，即32位。这32位是按照这样的规则存储的：

（1）一位符号位 整数为0 负数1。用0，1将符号数字化，因为计算机是不懂正负号，而0和1恰恰可以表示这两种状态。

（2）指数位八位 比如 float a = 12.125(10) = 1100.001(2) 其实就是科学计数法表示， 1.2125 * 10^1 (10) = 1.1100001 * 2^3 所在其指数位就为 exp = 3,但是实际计算机在存储的过程中还给指数位加了一个偏移常数127，所以指数为最终的结果是130。以二进制表示就是1000 0010。

（3）由二步骤可以知道12.125尾数为1.1100001,但是可以联想一下，任意一个单精度类型的数据转化成科学计数法的二进制数都是1.xxxxxxxxxx，因此实际上在存储中将第一位的略去不表示，这样一来。其实在尾数位，我们用23位保存了24的数据，这样进度就提高了一位。

由上图可知，这样的事实成功的被验证了。

洋洋洒洒，废话连篇。真正转化现在开始，了解了前面的知识，我们就知道了浮点数是如何计算机中存储的，将其转换成整型无非就是取到它的整数部分即可。

下面实现这样的一个单精度浮点数到整型的强转函数:

int float_to_int(float f)
{
    int *p = (int*)&f;
    //由于指针访问内存是按照基类型进行的，首先进行强转访问浮点数f
    int temp = *p;
    //用中间变量接受f的值
    //提取符号位
    int sign = -1;
    if((temp & 0x80000000) == 0)
    {
        sign = 1;
    }
    //条件表达式中进行了位与运算，其实就是提取指数位的值。前面已经讲过了，符号位为0，其为正值。若为1，其为负值。

    //提取指数位
    int exp;
    exp = ( (  (temp >> 23) & 0x0ff  )  ) - 127;
    //由于在存储的时候指数位加了偏置常数   现在相当于是计算指数位的逆过程 所以自然要减去

    //提取尾数位
    int tail;
    tail = ( ( temp & 0x007fffff ) | 0x00800000 );
    /*和之前提取指数位和符号位的方法是一致的，要提取哪几位，在对应的位进行与1运算就可以了
    现在我们要提取的是除符号位和指数位共计九位的其他23，即尾数为。只需要在对应的为与1即可*/
    /*还记得在存储尾数的时候，因为任意一个单精度的二进制数以科学记数法表示时，第一位都是1，
    所以存储的时间，为了能够提高精度，省略了改位。但是现在是在进行他的逆过程，所以我们要在
    要进行或1位运算*/

    int res = (tail >> (23 - exp));

    return res * sign;

}

//进行验证
int main（）
{
    float a  = 12.125; //a = -12.125 a = 0.05 a = -0.05
    int b = float_to_int(a);
    printf("b = %d\n",b);
}

大家也可自行验证，但是美中不足的是这样强转函数存在缺点，就是当我们将浮点数0传入函数进行强转，其结果却差强人意。 （关于这点，目前还在测试，一定会有一个满意的解释的）

写到这里，差不多结束了，其实双精度浮点数的强转时类似，只要能完全掌握双精度浮点数在内存中的存数形式。