C++ 正确地(独立于32位/64位)将浮点保存为流的二进制
显然,在我的机器上,浮子、双人床和长双人床各有不同的尺寸。似乎也没有一个严格的标准来规定每种类型需要多少字节 那么,如果大小不同,如何将浮点值保存到二进制文件中,然后在不同的系统上正确读取?e、 g我的机器有8个双字节,而乔的机器有12个双字节C++ 正确地(独立于32位/64位)将浮点保存为流的二进制,c++,64-bit,floating-point,32-bit,C++,64 Bit,Floating Point,32 Bit,显然,在我的机器上,浮子、双人床和长双人床各有不同的尺寸。似乎也没有一个严格的标准来规定每种类型需要多少字节 那么,如果大小不同,如何将浮点值保存到二进制文件中,然后在不同的系统上正确读取?e、 g我的机器有8个双字节,而乔的机器有12个双字节 无需以文本形式导出(例如“0.3232”),即。似乎比二进制表示要简洁得多。您可以使用Boost序列化,它可以序列化为文本、xml或二进制 否则,您可以手动执行此操作,例如: 您同意little endian(并检查机器是little endian还是
无需以文本形式导出(例如“0.3232”),即。似乎比二进制表示要简洁得多。您可以使用Boost序列化,它可以序列化为文本、xml或二进制 否则,您可以手动执行此操作,例如:
- 您同意little endian(并检查机器是little endian还是big endian,然后重新计算)
- 写一个字节,浮点数有多少字节长
- 然后将浮点值写入流-作为小endian
一种简单的转换是将数字分析为三元组(符号、指数、有效位),并将其保存为整数。这样您就可以保持完整的精度。您必须定义一种格式,并实现它。通常,大多数 我知道的网络协议使用IEEE浮点和双精度,输出大端 (但其他格式也是可能的)。使用IEEE格式的优势 这就是当前大多数日常机器所使用的 内部;如果您在其中一台机器上(以及 其他机器(如大型机)的代码不是问题),您可以 只需将punning类型转换为 同样大小,并输出。例如,您可能有:
obstream&
operator<<( obstream& dest, uint64_t value )
{
dest.put((value >> 56) & 0xFF);
dest.put((value >> 48) & 0xFF);
dest.put((value >> 40) & 0xFF);
dest.put((value >> 32) & 0xFF);
dest.put((value >> 24) & 0xFF);
dest.put((value >> 16) & 0xFF);
dest.put((value >> 8) & 0xFF);
dest.put((value ) & 0xFF);
return dest;
}
obstream&
operator<<( obstream& dest, double value )
{
return dest << reinterpret_cast<uint64_t const&>( value );
}
obstream&
操作员(56)和0xFF);
目的地投入((值>>48)和0xFF);
目的地投入((值>>40)和0xFF);
目标放置((值>>32)和0xFF);
目的地投入((值>>24)和0xFF);
目的地投入((值>>16)和0xFF);
目标放置((值>>8)和0xFF);
目的地投入((值)和0xFF);
返回目的地;
}
妨碍&
操作员>(ibstream和源、uint64\U t和结果)
{
uint64\u t值=(source.get()&0xFF)Boost没有解决OP的问题,Boost二进制文件不可移植,OP说他不想使用文本表示,因此文本和xml对他也不起作用。当你在一个系统上保存二进制文件,然后将它们加载到另一个不兼容的系统上时,数字的值将丢失。你应该真正集中精力n保存该值并稍后将其加载回另一个系统所需的任何表示形式。@Roland Illig:为什么该数字的值会丢失?哪个值?如果您确保始终读取和写入little endian,您可以轻松地为每个系统实现序列化器和反序列化器。这可能都在同一个代码中e、 首先测试little和big endian(可以在一行C代码中完成)而不是测试系统上可用浮点数的大小。@Markus Pilman浮点格式的变化远不止小尾数和大尾数;我已经看到四字节长度至少有三种不同的字节顺序。对于双字节有48位,或36位,或仅仅以16为基数的系统,你会怎么做?为什么你不使用字符串表示法吗,即使它看起来很臃肿?它肯定非常简单和可移植,这是很重要的。当然,“0.3232\0”
只需要7个字节,这已经比你平均需要的双字节(8个)要少。因此,也许文本形式也没那么糟糕(而且对于调试也很好)。由于二进制大小为每值4-12字节,那么使用文本似乎并不特别低效,而且它更便携、更健壮、调试更容易、更易于支持向后兼容性,而且还可以使数据文件在需要时可由其他程序可读/可写。关于使用文本:对于一轮trip在不损失精度的情况下,在IEEE double中,您需要17位十进制数字。加上指数和符号,可能还有分隔符(因为格式没有固定的宽度)。它仍然是首选格式,但确实需要更多的空间(通常需要更多的转换时间)@MSalters我猜是十六进制,你是指字节的十六进制转储。在我看来,这似乎是两种格式中最糟糕的一种:它不是人类可读的,并且依赖于机器,但它仍然需要两倍于二进制的空间(16字节,而普通文本为21/22)。+1(注意:第二个代码段中的源代码表示值?)@user397772是的。我编辑了一个旧项目的代码,显然有些地方编辑错了。(我会编辑我的帖子来修复它。)
obstream&
obstream::operator<<( obstream& dest, double value )
{
bool isNeg = value < 0;
if ( isNeg ) {
value = - value;
}
int exp;
if ( value == 0.0 ) {
exp = 0;
} else {
value = ldexp( frexp( value, &exp ), 53 );
exp += 1022;
}
uint64_t mant = static_cast< uint64_t >( value );
dest.put( (isNeg ? 0x80 : 0x00) | exp >> 4 );
dest.put( ((exp << 4) & 0xF0) | ((mant >> 48) & 0x0F) );
dest.put( mant >> 40 );
dest.put( mant >> 32 );
dest.put( mant >> 24 );
dest.put( mant >> 16 );
dest.put( mant >> 8 );
dest.put( mant );
return dest;
}
ibstream&
operator>>( ibstream& source, uint64_t& results )
{
uint64_t value = (source.get() & 0xFF) << 56;
value |= (source.get() & 0xFF) << 48;
value |= (source.get() & 0xFF) << 40;
value |= (source.get() & 0xFF) << 32;
value |= (source.get() & 0xFF) << 24;
value |= (source.get() & 0xFF) << 16;
value |= (source.get() & 0xFF) << 8;
value |= (source.get() & 0xFF) ;
if ( source )
results = value;
return source;
}
ibstream&
operator>>( ibstream& source, double& results)
{
uint64_t tmp;
source >> tmp;
if ( source )
results = reinterpret_cast<double const&>( tmp );
return source;
}
ibstream&
ibstream::operator>>( ibstream& source, double& results )
{
uint64_t tmp;
source >> tmp;
if ( source ) {
double f = 0.0;
if ( (tmp & 0x7FFFFFFFFFFFFFFF) != 0 ) {
f = ldexp( ((tmp & 0x000FFFFFFFFFFFFF) | 0x0010000000000000),
static_cast<int>( (tmp & 0x7FF0000000000000) >> 52 )
- 1022 - 53 );
}
if ( (tmp & 0x8000000000000000) != 0 ) {
f = -f;
}
dest = f;
}
return source;
}