float、double类型的数据转为IEEE754格式的十六进制数据

IEEE754标准

IEEE二进制浮点数算术标准（IEEE 754）规定了四种表示浮点数值的方式：单精确度（32位）、双精确度（64位）、延伸单精确度（43比特以上，一般来说很少使用）与延伸双精确度（79比特以上，通常以80位实现）。

• IEEE754标准中的常用名词

• values值的表示

  V=(-1)^s*（1+M）*2^(E-127)（单精度）
  V=(-1)^s*（1+M）*2^(E-1023)（双精度）
  V:表示的浮点型数据，s表示符号位，M表示尾数，E表示阶码
  

IEEE754单精度32位

• 表示图表

sign: 符号位, 即图中蓝色的方块，1bit表示，其中0代表为正数，1代表为负数

biased exponent: 偏移后的指数位, 即图中绿色的方块，8bit表示，也就是表示E，即是指数部分

fraction: 尾数位, 即图中红色的方块,23bit表示，也就是表示M,也就是尾数部分
    
对于32位的IEEE754的移码是127

• 例子

十进制浮点数20.5 = 二进制10100.1

然后, 需要把这个二进制数转换为以2为底的指数形式:

二进制10100.1 = 1.01001 * 2^4

那么S = 0，E = 4 + 127 ，M = b’01001 (二进制表示)

IEEE754双精度64位

• 表示图表

sign: 符号位, 即图中蓝色的方块，1bit表示，其中0代表为正数，1代表为负数

biased exponent: 偏移后的指数位, 即图中绿色的方块，11bit表示，也就是表示E，即是指数部分

fraction: 尾数位, 即图中红色的方块,52bit表示，也就是表示M,也就是尾数部分
    
对于64位的IEEE754的移码是1023

• 例子

十进制浮点数20.5 = 二进制10100.1

然后, 需要把这个二进制数转换为以2为底的指数形式:

二进制10100.1 = 1.01001 * 2^4

那么S = 0，E = 4 + 1023 ，M = b’01001 (二进制表示)

单精度和双精度数据转IEEE754十六进制的数据c代码

• ieee754.c代码

#include "ieee754.h"

/**
 * @brief 将float数据转为IEEE754格式的数据
 * @param converData IEEE754数据结构体，传出参数
 * @param data 传入的数据
*/
void floatdata2IEEE754(Data2IEEE754* converData,double data) {

	int s = 0;//正负 
	int E = 0;//指数
	int i = 0;//用于表征E
	int flag = 1;//循环标志位
	double M = 0.0;//尾数
	double buf = data;//对data数据进行暂存

	if (data >= 0) {//为正数
		s = 0;
	}
	else if (data < 0) {//为负数
		s = 1;
		data = -data;//转为正数
		buf = data;
	}

	while (flag) {
		if (data >= 1 && data < 2) {
			flag = 0;
			break;
		}
		else if (data >= 2) {
			data = data * pow(2, -1);
			i++;
		}
		else if (data < 1) {
			data = data * pow(2, 1);
			i++;
		}
	}

	if (buf >= 1) {
		E = i + 127;
		M = buf * pow(2, -i) - 1;
	}
	else {
		E = 127 - i;
		M = buf * pow(2, i) - 1;
	}

	//将转换后的数据存入结构体中
	converData->float2IEEE = (int)(s * pow(2, 31)) + (int)(E * pow(2, 23)) + (int)(M * pow(2, 23));

}

/**
 * @brief 将double数据转为IEEE754格式的数据
 * @param converData IEEE754数据结构体，传出参数
 * @param data 传入的数据
*/
void doubledata2IEEE754(Data2IEEE754* converData,double data) {

	int s = 0;//正负 
	int E = 0;//指数
	int i = 0;//用于表征E
	int flag = 1;//循环标志位
	double M = 0.0;//尾数
	double buf = data;//对data数据进行暂存

	if (data >= 0) {//为正数
		s = 0;
	}
	else if (data < 0) {//为负数
		s = 1;
		data = -data;//转为正数
		buf = data;
	}

	while (flag) {
		if (data >= 1 && data < 2) {
			flag = 0;
			break;
		}
		else if (data >= 2) {
			data = data * pow(2, -1);
			i++;
		}
		else if (data < 1) {
			data = data * pow(2, 1);
			i++;
		}
	}

	if (buf >= 1) {
		E = i + 1023;
		M = buf * pow(2, -i) - 1;
	}
	else {
		E = 1023 - i;
		M = buf * pow(2, i) - 1;
	}
	// 52 - 20 = 32,将M乘上2^20次方
	double doubleDataM = M * pow(2, 20);
	int Mint = floor(doubleDataM);//获取整数部分
	//printf("doubleDataM -- %lf\n", doubleDataM);
	double doubleDataM2 = doubleDataM - Mint;//获取小数部分

	//printf("doubleDataM2 -- %lf\n", doubleDataM2);
	converData->double2IEEEHight = (int)(s * pow(2, 31)) + (int)(E * pow(2, 20)) + Mint;
	converData->double2IEEELower = (doubleDataM2 * pow(2, 32));
}

• ieee754.h代码

#ifndef _IEEE754_H
#define _IEEE754_H


#include 
#include 
#include 

#define uint8_t unsigned char
#define uint16_t unsigned short
#define uint32_t unsigned long

//保存IEEE754格式的数据结构体
typedef struct DATA2IEEE754{
	int float2IEEE;  //保存float类型转换后的数据
	int double2IEEEHight; //保存double类型转换后的高32bit
	uint32_t double2IEEELower; //保存double类型转换后的低32bit,注意这里一定需要是无符号类型的数据类型，如果是有符号的话，就会出现问题，因为保存的低32位数据就是无符号，并且无符号可以保存的数据大小更大。
}Data2IEEE754;


void floatdata2IEEE754(Data2IEEE754* converData,double data);


void doubledata2IEEE754(Data2IEEE754* converData,double data);

#endif

代码测试

#include "ieee754.h"
#include 
#include 


int main() {

	Data2IEEE754 a;
	floatdata2IEEE754( &a,-487.2988090940904904);
	doubledata2IEEE754( &a,-9487.29880909409049040009);

	printf("float -----------------\n");
	printf("float ----%x\n",a.float2IEEE);

	printf("double -----------------\n");
	printf("double 高32位----%x\n",a.double2IEEEHight);
	printf("double 低32位----%x\n",a.double2IEEELower);

	return 0;
}

测试结果

网站显示结果

• 单精度结果

• 双精度结果

附件

• 使用的测试在线工具链接：

http://www.binaryconvert.com/result_double.html?decimal=045057052056055046050057056056048057048057052048057048052057048052048048048057

• 阅读的文章推荐

https://blog.csdn.net/gao_zhennan/article/details/120717424