Java 将double转换为32位表示（和反向过程）

[Context]
我目前正在研制一个探测气球。我的通信被限制在12字节的消息中，我必须在其中传输几条信息。（高度、最高温度、经度、纬度、平均加速度）。
该探针基于树莓皮2 b

[问题]
我目前正在构建数据报，希望将纬度和经度存储为32位双精度（有损）。可以使用浮点或定点进行存储 有没有工具可以进行这种转换？我还能怎么做呢？（特别是在四舍五入的一方）
我最初计划使用Java，但我可以迁移到python

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提前谢谢

如果要将

双精度

转换为64位，可以使用，并将其转换回

如果要将32位值转换为值并返回，相应的函数是

floatToIntBits（…）

和

intBitsToFloat（…）

对于

double

到32位，我将使用两步转换，首先转换为

float

：

double val = ...;
int bits = Float.floatToIntBits( (float) val );

返回：

int bits = ...;
double val = (double) Float.intBitsToFloat(bits);

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将包装和拆包直接放入缓冲区：

ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream(20);
DataOutputStream dos = new DataOutputStream( ... );
dos.writeFloat( altitude );
dos.writeFloat( max_temperature );
dos.writeFloat( longitude );
dos.writeFloat( latitude );
dos.writeFloat( average_acceleration);
byte[] data = baos.toByteArray();

当然，这会创建一个20字节的缓冲区（5 x 32位浮动），而不是12字节的缓冲区，因此您需要确定哪些值需要作为32位，哪些值可以填充到更小的空间中

解包时，使用

DataInputStream

和

readFloat（）

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我建议使用分数，而不是真正为lat/long设计的

float

。如果将纬度乘以

Integer.MAX_值/90

，将经度乘以

Integer.MAX_值/180.0

，将得到一个更有效地使用32位值的值

float lat = 90f;
System.out.println("precision using float: " + (lat - Math.nextDown(lat)) + " degrees");
double ratio = Integer.MAX_VALUE / 90.0;
int val2 = (int) Math.round(90 * ratio);
System.out.println("precision using int: " + 1 / ratio + " degrees");

印刷品

precision using float: 7.6293945E-6 degrees
precision using int: 4.190951587721217E-8 degrees

简而言之，

int

的精度可以超过100倍，因为它有32位的精度，而

float

有23位的尾数

对于经度，该误差表示浮点数为1.7m，以这种方式使用

int

表示为0.94cm

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注意：如果2m错误正常（比移动电话GPS更准确），您可能会认为

float

更易于处理。

您的位置API为您的程序提供了哪些数据？它使用整数还是浮点？什么坐标系？什么数据？你的问题相当抽象，所以我能给出的最具体的建议是取你所在位置的模数；您不需要牺牲精度，因为对于从已知点开始的不断变化的位置，您应该能够猜测高阶组件。您对精度有任何最低要求或范围有任何最大限制吗？显然，这是一种权衡；如果您需要能够在全球范围内对任何纬度/经度进行编码，您的最佳精度将是纬度65536/180（约35公里），经度65536/360（约70公里）。我还应该提到，仅传输位置之间的增量将提供大量“压缩”，但我假设您的简单传输协议不可靠，因为丢失的数据包将被重新发送，因此随着时间的推移，随着更多数据包丢失，气球位置的不确定性将增加。所以我建议传输绝对位置。尽管如此，我想一种混合的方法，在低频段发送绝对位置，在高频段发送增量，可能会很好。你怎么能有一个32位的双精度？Double表示与单精度浮点相比的双精度。double是64位的，singles或float是32位的。另外，我应该问：你所有的数据包都必须是相同的吗？为什么不发送多个数据包来携带您想要的所有信息呢？

MAX_VALUE/90.0

对于纬度来说可以，但是经度从-180到+180，所以您应该使用

MAX_VALUE/180.0

来表示经度。您也可以将其用于纬度和一致性，但会损失1位精度。@AJNeufeld很好。需要不同的经度比率。

precision using float: 7.6293945E-6 degrees
precision using int: 4.190951587721217E-8 degrees