浮点数与32位16进制互转(有代码)

今天调试一台设备时，在交互的Modbus协议中，设定数值位用的是浮点数。

带过那么多学生，我竟然脑袋一空？？！

Modbus用浮点型？
浮点型与U32互转？

于是硬着头皮，重新把这块的内容，复盘了一遍~~现在整理笔记，分享给大家。

明天可能会依据这个出个QT的demo，需要的可以一蹲！

一、浮点数与16进制的转化概念

对于一个32位的浮点数中，有以下三个部分组成：符号位、阶码和尾数。具体格式如下：

对各部分解释如下：

Ｓ：浮点数的符号位，1 位。0表示正数，1表示负数。

Ｍ：尾数，23位。用小数表示，小数点在尾数域前面。

Ｅ：阶码，采用移码方式来表示。

作用：移码方法对两个指数大小的比较和对阶操作都比较方便，因为阶码域值大者其指数值也大。

采用移码方法时，需要将浮点数的指数真值e变成阶码Ｅ，变换方法是将指数 e 加上一个固定的偏移值127(01111111)，即 Ｅ＝e＋127

浮点数的真值x计算格式为：x = (-1)^s × (1.M) × 2^e

32位浮点数e=E-127；64位浮点数e = E-1023



简单举几个例子：

例题1. 若浮点数ｘ的二进制存储格式为(41360000)16进制，求其32位浮点数的值。
将16进制数转换为2进制 0100 0001 0011 0110 0000 0000 0000 0000
则e = 10000010 - 01111111 = 3(十进制)
M = 01101100000000000000000
则x = (-1)^0 × 1.011011× 2^3 = 1011.011(2进制)
= 11.375(十进制)

例题2.    将十进制数20.59375转换成32位浮点数。
       首先分别将整数和分数部分转换成二进制数：
              20.59375＝10100.10011
　　然后移动小数点，使其在第1，2位之间
　　　　10100.10011＝1.010010011 × 2^4　　　e＝4
　　于是得到：
             S＝0，E＝4＋127＝131，M＝010010011
　　最后得到32位浮点数的二进制存储格式为：
           0100 0001 1010 0100 1100 0000 0000 0000
        ＝41A4C000(16进制)

二、浮点数与16进制的转化概念

以QT编译器为例，C/C++针对float浮点型与16进制转换的实现如下：

#include 
float Hex_To_Decimal(unsigned char *Byte,int num)//十六进制到浮点数
{
//      char cByte[4];//方法一
//     for (int i=0;i
//     {
//     cByte[i] = Byte[i];
//     }
//     float pfValue=*(float*)&cByte;
//return  pfValue;
        return *((float*)Byte);//方法二
}
​
long FloatTohex(float f_tohex)//浮点数到十六进制转换1
{
    return *( long *)&f_tohex;
}
​
void FloatToByte(float floatNum,unsigned char* byteArry)/*浮点数到十六进制转换2*/
{
    char* pchar=(char*)&floatNum;
    for(int i=0;i<sizeof(float);i++)
    {
        *byteArry=*pchar;
        pchar++;
        byteArry++;
    }
}
​
int main(int argc, char *argv[])
{
    unsigned char floatToHex[4];
    uint32_t float_32;
    uint8_t u8_f32[4];
​
    unsigned    char hexbyte[4]={0xcd,0xCC,0xCC,0x3D};//传输数据为3d cc cc cd
    float Hdecimal=0.0;
    float flh=2.0;
​
    Hdecimal=Hex_To_Decimal(hexbyte,sizeof(hexbyte));//十六进制转换为浮点数
//    printf("\n 浮点数为：\n %f\n",Hdecimal);
    qDebug()<<QString(" 浮点数为：%1").arg(Hdecimal);
​
    long hX=FloatTohex(Hdecimal);//浮点数转换为十六进制一
//    printf("\n正序十六进制值：\n %f=%X \n",Hdecimal,hX);//正序显示
    qDebug()<<QString(" 正序十六进制值：%1 => %2").arg(hX).arg(Hdecimal);
​
    FloatToByte(Hdecimal,floatToHex);//浮点数转为十六进制二
//    printf("\n倒序十六进制：\n%f=%x %x %x %x\n",Hdecimal,floatToHex[0],floatToHex[1],floatToHex[2],floatToHex[3] );//倒序显示
    qDebug()<<QString(" 倒序十六进制：%1=%2 %3 %4 %5").arg(Hdecimal).arg(QString::number(floatToHex[0], 16).toUpper()).arg(QString::number(floatToHex[1], 16).toUpper()).arg(QString::number(floatToHex[2], 16).toUpper()).arg(QString::number(floatToHex[3], 16).toUpper());
    
    FloatToByte(flh,floatToHex);//浮点数转为十六进制二
    qDebug()<<QString(" 倒序十六进制：%1=%2 %3 %4 %5").arg(flh).arg(QString::number(floatToHex[0], 16).toUpper()).arg(QString::number(floatToHex[1], 16).toUpper()).arg(QString::number(floatToHex[2], 16).toUpper()).arg(QString::number(floatToHex[3], 16).toUpper());
    qDebug()<<QString(" 正序十六进制：%1=%2 %3 %4 %5").arg(flh).arg(QString::number(floatToHex[3], 16).toUpper()).arg(QString::number(floatToHex[2], 16).toUpper()).arg(QString::number(floatToHex[1], 16).toUpper()).arg(QString::number(floatToHex[0], 16).toUpper());
}

PS：以上代码，只简单例举了浮点型与16进制的转换，那么浮点型和U32的转换，你能举一反三实现出来吗？

明天会发一个基于QT的demo进行揭晓哟！欢迎一蹲！

小编想说：
​新号初建，如果对你有所帮助的话，给我点个小心心吧！欢迎分享给更多的人~
ღ( ´･ᴗ･` )比心~~

​

ReadMe:
2022-10-08修改日志：
修改初版的小bug，16进制转float数组处理逆序。