бинарное представление типов данных, числа с плавающей запятой

kol1978 · 23 августа 2024, 11:00:35

Для примера рассматриваю пример отсюда: https://stackoverflow.com/questions/44609743/obtaining-bit-representation-of-a-float-in-c
там требуется бинарное представление числа = 3.14159
для проверки данные отсюда: http://www.weitz.de/ieee/

Цитировать0b0100000000001001001000011111100111110000000110111000011001101110
0100000000001001001000011111100111110000000110111000011001101110

Вопрос в том что мне не понятен результат работы программы для объединения из массива типа char (

Цитироватьstruct {char uuu[8];} UUU; //не пригоден так тоже
struct {unsigned char uu[8];} UU; //не пригоден

) в программе ниже?
Или фундаментально не понимаю то чем является тип char - что это не просто один байт? или это проблема вывода функции printf и поэтому программа в этом отношении правильна? по отношению к объединению из массива типа int - как организовать вывод?
вывод программы:

Цитировать....
0 10000000 10010010000111111010000
01000000010010010000111111010000
float_L.u
1000000010010010000111111010000

01000000010010010000111111010000

0x59bb357a5020 8
0x59bb357a5020 8

0x59bb357a5020 8

0x59bb357a5020 8

0x59bb357a5020 8

100000000001001001000011111100111110000000110111000011001101110 - вывод массива int верен
10000001001100001111110011111000011011100001101101110 - это не верно
10000001001100001111111111111111111111111111110011111111111111111111111111111000011011111111111111111111111111100001101101110 - это тоже
100000000001001001000011111100111110000000110111000011001101110 - вывод два раза по int верен
0100000000001001001000011111100111110000000110111000011001101110 - вывод битового поля верен

Программа для amd64:

Цитироватьunion
{
float f;
unsigned int u;
struct {
// unsigned bit0:1;
unsigned bit1:1;
unsigned bit2:1;
unsigned bit3:1;
unsigned bit4:1;
unsigned bit5:1;
unsigned bit6:1;
unsigned bit7:1;
unsigned bit8:1;
unsigned bit9:1;
unsigned bit10:1;
unsigned bit11:1;
unsigned bit12:1;
unsigned bit13:1;
unsigned bit14:1;
unsigned bit15:1;
unsigned bit16:1;
unsigned bit17:1;
unsigned bit18:1;
unsigned bit19:1;
unsigned bit20:1;
unsigned bit21:1;
unsigned bit22:1;
unsigned bit23:1;
unsigned bit24:1;
unsigned bit25:1;
unsigned bit26:1;
unsigned bit27:1;
unsigned bit28:1;
unsigned bit29:1;
unsigned bit30:1;
unsigned bit31:1;
unsigned bit32:1;

} byte;

} float_L;

union
{
double d;
struct {unsigned int u[2];} U;
struct {char uuu[8];} UUU; //не пригоден так тоже
struct {unsigned char uu[8];} UU; //не пригоден
struct {unsigned int u1; unsigned int u2;} Uu; //unsigned int u3; unsigned int u4;} Uu;
struct {
// unsigned bit0:1;
unsigned bit1:1;
unsigned bit2:1;
unsigned bit3:1;
unsigned bit4:1;
unsigned bit5:1;
unsigned bit6:1;
unsigned bit7:1;
unsigned bit8:1;
unsigned bit9:1;
unsigned bit10:1;
unsigned bit11:1;
unsigned bit12:1;
unsigned bit13:1;
unsigned bit14:1;
unsigned bit15:1;
unsigned bit16:1;
unsigned bit17:1;
unsigned bit18:1;
unsigned bit19:1;
unsigned bit20:1;
unsigned bit21:1;
unsigned bit22:1;
unsigned bit23:1;
unsigned bit24:1;
unsigned bit25:1;
unsigned bit26:1;
unsigned bit27:1;
unsigned bit28:1;
unsigned bit29:1;
unsigned bit30:1;
unsigned bit31:1;
unsigned bit32:1;
unsigned bit33:1;
unsigned bit34:1;
unsigned bit35:1;
unsigned bit36:1;
unsigned bit37:1;
unsigned bit38:1;
unsigned bit39:1;
unsigned bit40:1;
unsigned bit41:1;
unsigned bit42:1;
unsigned bit43:1;
unsigned bit44:1;
unsigned bit45:1;
unsigned bit46:1;
unsigned bit47:1;
unsigned bit48:1;
unsigned bit49:1;
unsigned bit50:1;
unsigned bit51:1;
unsigned bit52:1;
unsigned bit53:1;
unsigned bit54:1;
unsigned bit55:1;
unsigned bit56:1;
unsigned bit57:1;
unsigned bit58:1;
unsigned bit59:1;
unsigned bit60:1;
unsigned bit61:1;
unsigned bit62:1;
unsigned bit63:1;
unsigned bit64:1;
} byte_d;

} double_L;

int main()
{
unsigned int ra;
float_L.f=3.14159; // 32 битное число - 4 байта

printf("%p %lu\n",&float_L.f,sizeof(float_L.f)); //выводит адрес памяти и размер в байтах для f
printf("%p %lu\n",&float_L.u,sizeof(float_L.u)); //выводит адрес памяти и размер в байтах для u

printf("\n");
for(ra=0x80000000;ra;ra>>=1)
{
/*
if(ra==0x40000000){printf(" "); printf("%b\n", ra); printf(" ");} // отделить знак числа
if(ra==0x00400000){printf(" "); printf("%b\n", ra); printf(" ");} // отделить порядок от мантисы
if(ra&float_L.u) printf("1"); else printf("0");
*/
if(ra==0x40000000) printf(" ");
if(ra==0x00400000) printf(" ");
if(ra&float_L.u) printf("1"); else printf("0");
}
printf("\n");

for(ra=0x80000000;ra;ra>>=1) // число в 4 байта с b10000000000000000000000000000000 уменьшается до 0
{
if(ra&float_L.u) printf("1"); else printf("0");
// printf("in bin ra: %b\n", ra);
}
printf("\nfloat_L.u\n%b\n",float_L.u);
// cout << "\n" << float_L.byte.bit1 << float_L.byte.bit2 << float_L.byte.bit3 << float_L.byte.bit4 << float_L.byte.bit5 << float_L.byte.bit6 << float_L.byte.bit7 << float_L.byte.bit8 << float_L.byte.bit9 << float_L.byte.bit10 << float_L.byte.bit11 << float_L.byte.bit12 << float_L.byte.bit13 << float_L.byte.bit14 << float_L.byte.bit15 << float_L.byte.bit16 << float_L.byte.bit17 << float_L.byte.bit18 << float_L.byte.bit19 << float_L.byte.bit20 << float_L.byte.bit21 << float_L.byte.bit22 << float_L.byte.bit23 << float_L.byte.bit24 << float_L.byte.bit25 << float_L.byte.bit26 << float_L.byte.bit27 << float_L.byte.bit28 << float_L.byte.bit29 << float_L.byte.bit30 << float_L.byte.bit31 << float_L.byte.bit32; // << float_L.byte.bit31;
cout << "\n" << float_L.byte.bit32 << float_L.byte.bit31 << float_L.byte.bit30 << float_L.byte.bit29 << float_L.byte.bit28 << float_L.byte.bit27 << float_L.byte.bit26 << float_L.byte.bit25 << float_L.byte.bit24 << float_L.byte.bit23 << float_L.byte.bit22 << float_L.byte.bit21 << float_L.byte.bit20 << float_L.byte.bit19 << float_L.byte.bit18 << float_L.byte.bit17 << float_L.byte.bit16 << float_L.byte.bit15 << float_L.byte.bit14 << float_L.byte.bit13 << float_L.byte.bit12 << float_L.byte.bit11 << float_L.byte.bit10 << float_L.byte.bit9 << float_L.byte.bit8 << float_L.byte.bit7 << float_L.byte.bit6 << float_L.byte.bit5 << float_L.byte.bit4 << float_L.byte.bit3 << float_L.byte.bit2 << float_L.byte.bit1; // << float_L.byte.bit31;

double_L.d = 3.14159; // 64 битное число - 8 байт
printf("\n" "\n");
printf("%p %lu\n",&double_L.d,sizeof(double_L.d)); //выводит адрес памяти и размер в байтах
printf("%p %lu\n",&double_L.U,sizeof(double_L.U)); printf("\n");
printf("%p %lu\n",&double_L.Uu,sizeof(double_L.Uu)); printf("\n");
printf("%p %lu\n",&double_L.UU,sizeof(double_L.UU)); printf("\n");
printf("%p %lu\n",&double_L.UUU,sizeof(double_L.UUU)); printf("\n");

printf("%b", double_L.U.u[1]); printf("%b", double_L.U.u[0]); printf("\n"); //http://www.weitz.de/ieee/ -проверка 0b0100000000001001001000011111100111110000000110111000011001101110
printf("%b", double_L.UU.uu[7]); printf("%b", double_L.UU.uu[6]);printf("%b", double_L.UU.uu[5]); printf("%b", double_L.UU.uu[4]); printf("%b", double_L.UU.uu[3]); printf("%b", double_L.UU.uu[2]);printf("%b", double_L.UU.uu[1]); printf("%b", double_L.UU.uu[0]); printf("\n");
printf("%b", double_L.UUU.uuu[7]); printf("%b", double_L.UUU.uuu[6]);printf("%b", double_L.UUU.uuu[5]); printf("%b", double_L.UUU.uuu[4]); printf("%b", double_L.UUU.uuu[3]); printf("%b", double_L.UUU.uuu[2]);printf("%b", double_L.UUU.uuu[1]); printf("%b", double_L.UUU.uuu[0]); printf("\n");
printf("%b", double_L.Uu.u2); printf("%b", double_L.Uu.u1); printf("\n"); //0b0100000000001001001000011111100111110000000110111000011001101110
cout << "\n" << double_L.byte_d.bit64 << double_L.byte_d.bit63 << double_L.byte_d.bit62 << double_L.byte_d.bit61 << double_L.byte_d.bit60 << double_L.byte_d.bit59 << double_L.byte_d.bit58 << double_L.byte_d.bit57 << double_L.byte_d.bit56 << double_L.byte_d.bit55 << double_L.byte_d.bit54 << double_L.byte_d.bit53 << double_L.byte_d.bit52 << double_L.byte_d.bit51 << double_L.byte_d.bit50 << double_L.byte_d.bit49 << double_L.byte_d.bit48 << double_L.byte_d.bit47 << double_L.byte_d.bit46 << double_L.byte_d.bit45 << double_L.byte_d.bit44 << double_L.byte_d.bit43 << double_L.byte_d.bit42 << double_L.byte_d.bit41 << double_L.byte_d.bit40 << double_L.byte_d.bit39 << double_L.byte_d.bit38 << double_L.byte_d.bit37 << double_L.byte_d.bit36 << double_L.byte_d.bit35 << double_L.byte_d.bit34 << double_L.byte_d.bit33 << double_L.byte_d.bit32 << double_L.byte_d.bit31 << double_L.byte_d.bit30 << double_L.byte_d.bit29 << double_L.byte_d.bit28 << double_L.byte_d.bit27 << double_L.byte_d.bit26 << double_L.byte_d.bit25 << double_L.byte_d.bit24 << double_L.byte_d.bit23 << double_L.byte_d.bit22 << double_L.byte_d.bit21 << double_L.byte_d.bit20 << double_L.byte_d.bit19 << double_L.byte_d.bit18 << double_L.byte_d.bit17 << double_L.byte_d.bit16 << double_L.byte_d.bit15 << double_L.byte_d.bit14 << double_L.byte_d.bit13 << double_L.byte_d.bit12 << double_L.byte_d.bit11 << double_L.byte_d.bit10 << double_L.byte_d.bit9 << double_L.byte_d.bit8 << double_L.byte_d.bit7 << double_L.byte_d.bit6 << double_L.byte_d.bit5 << double_L.byte_d.bit4 << double_L.byte_d.bit3 << double_L.byte_d.bit2 << double_L.byte_d.bit1;

return 0;
}

Русскоязычное сообщество Debian GNU/Linux

бинарное представление типов данных, числа с плавающей запятой

kol1978