浮点数的符号

Question

有没有一种简单的方法来确定浮点数的符号？

我进行了实验并想出了这个：

#include <iostream>

int main(int argc, char** argv)
{
 union
 {
  float f;
  char c[4];
 };

 f = -0.0f;
 std::cout << (c[3] & 0x10000000) << "\n";

 std::cin.ignore();
 std::cin.get();
 return 0;
}

其中 (c[3] & 0x10000000) 给出了一个值 > 0 代表负数，但我认为这需要我做出以下假设：

• 机器的字节是 8 位大
• 浮点数是 4 字节大？
• 该机器的最高有效位是 最左边的位（字节顺序？）

如果这些假设有任何错误或者我遗漏了任何假设，请纠正我。

Answer 1

使用 math.h 中的signbit()。

Answer 2

尝试

float s = copysign(1, f);

从

另一个有用的东西可能是#include，如果它在您的系统/编译器上可用的话。

Answer 3

假设它是一个有效的浮点数（而不是 NaN）：

float f;
bool is_negative = f < 0;

留给读者作为练习，弄清楚如何测试浮点数是否为正数。

Answer 4

1) sizeof(int) 与之无关。

2) 假设 CHAR_BIT == 8，是的。

3) 为此，我们需要 MSB，但字节顺序仅影响字节顺序，而不影响位顺序，因此我们需要检查的位是 c[0]&0x80 以获得大字节顺序，或 c [3]&0x80 的作用很小，因此最好使用 uint32_t 声明并集并使用 0x80000000 进行检查。

这个技巧仅对非特殊内存操作数有意义。对 XMM 或 x87 寄存器中的 float 值执行此操作将比直接方法慢。此外，它不处理 NaN 或 INF 等特殊值。

Answer 5

谷歌搜索适合您系统的浮点格式。许多使用 IEEE 754，数据中有特定的符号位需要检查。 1 为负 0 为正。其他格式也有类似的东西，并且很容易检查。

请注意，尝试让编译器通过硬编码赋值（如 f = -0.0F;）准确地给出您想要的数字。可能不起作用。与浮点格式无关，但与解析器和编译器使用的 C/C++ 库有关。一般来说，生成负零可能很简单，也可能不那么简单。

Answer 6

虽然来晚了，但我想到了另一种方法。

如果您知道您的系统使用 IEEE754 浮点格式，但不知道浮点类型相对于整数类型有多大，您可以执行以下操作：

bool isFloatIEEE754Negative(float f)
{
    float d = f;
    if (sizeof(float)==sizeof(unsigned short int)) {
        return (*(unsigned short int *)(&d) >> (sizeof(unsigned short int)*CHAR_BIT - 1) == 1);
    }
    else if (sizeof(float)==sizeof(unsigned int)) {
        return (*(unsigned int *)(&d) >> (sizeof(unsigned int)*CHAR_BIT - 1) == 1);
    }
    else if (sizeof(float)==sizeof(unsigned long)) {
        return (*(unsigned long *)(&d) >> (sizeof(unsigned long)*CHAR_BIT - 1) == 1);
    }
    else if (sizeof(float)==sizeof(unsigned char)) {
        return (*(unsigned char *)(&d) >> (sizeof(unsigned char)*CHAR_BIT - 1) == 1);
    }
    else if (sizeof(float)==sizeof(unsigned long long)) {
        return (*(unsigned long long *)(&d) >> (sizeof(unsigned long long)*CHAR_BIT - 1) == 1);
    }
    return false; // Should never get here if you've covered all the potential types!
}

本质上，您将浮点数中的字节视为无符号整数类型，然后右移除一位（符号位）之外的所有位。 '>>'无论字节序如何，都可以工作，因此这可以绕过该问题。

如果可以确定预执行哪个无符号整数类型与浮点类型的长度相同，您可以缩写为：

#define FLOAT_EQUIV_AS_UINT unsigned int // or whatever it is

bool isFloatIEEE754Negative(float f)
{
    float d = f;
    return (*(FLOAT_EQUIV_AS_UINT *)(&d) >> (sizeof(FLOAT_EQUIV_AS_UINT)*CHAR_BIT - 1) == 1);
}

这在我的测试系统上有效；有人看到任何警告或被忽视的“陷阱”吗？

Answer 7

我从 http://www.cs.uaf 得到这个.edu/2008/fall/cs441/lecture/10_07_float.html
试试这个：

/* IEEE floating-point number's bits:  sign  exponent   mantissa */
struct float_bits {
    unsigned int fraction:23; /**< Value is binary 1.fraction ("mantissa") */
    unsigned int exp:8; /**< Value is 2^(exp-127) */
    unsigned int sign:1; /**< 0 for positive, 1 for negative */
};

/* A union is a struct where all the fields *overlap* each other */
union float_dissector {
    float f;
    struct float_bits b;
};

int main() {
    union float_dissector s;
    s.f = 16;
    printf("float %f  sign %u  exp %d  fraction %u",s.f, s.b.sign,((int)s.b.exp - 127),s.b.fraction);
    return 0;
}

Answer 8

(int)(x > 0) - (int)(x < 0);

Answer 9

为什么不if (f < 0.0)？