在 JS 中读/写 float 字节

Question

有什么方法可以读取 JS 中浮点值的字节吗？我需要的是将原始 FLOAT 或 DOUBLE 值写入我需要制作的某种二进制格式，那么有没有办法获得逐字节 IEEE 754 表示形式？当然，写作也有同样的问题。

Answer 1

您可以使用类型化数组来实现：

var buffer = new ArrayBuffer(4);
var intView = new Int32Array(buffer);
var floatView = new Float32Array(buffer);

floatView[0] = Math.PI
console.log(intView[0].toString(2)); //bits of the 32 bit float

或者另一种方式：

var view = new DataView(new ArrayBuffer(4));
view.setFloat32(0, Math.PI);
console.log(view.getInt32(0).toString(2)); //bits of the 32 bit float

不确定浏览器支持是什么样的

Answer 2

我创建了 Miloš 解决方案 的扩展，假设 TypedArray 不是当然是一个选项（在我的例子中，我正在使用它们不可用的环境）：

function Bytes2Float32(bytes) {
    var sign = (bytes & 0x80000000) ? -1 : 1;
    var exponent = ((bytes >> 23) & 0xFF) - 127;
    var significand = (bytes & ~(-1 << 23));

    if (exponent == 128) 
        return sign * ((significand) ? Number.NaN : Number.POSITIVE_INFINITY);

    if (exponent == -127) {
        if (significand == 0) return sign * 0.0;
        exponent = -126;
        significand /= (1 << 22);
    } else significand = (significand | (1 << 23)) / (1 << 23);

    return sign * significand * Math.pow(2, exponent);
}

给定一个包含 4 个字节的整数，其中包含一个 IEEE-754 32 位单精度浮点数，这将产生（大致）正确的 JavaScript不使用任何循环的数值。

Answer 3

如果您需要一个功能强大的解决方案，Koolinc 的代码片段会很好，但如果您需要它的用途有限，您最好编写自己的代码。我编写了以下函数，用于将字节的字符串十六进制表示形式转换为浮点数：

function decodeFloat(data) {
    var binary = parseInt(data, 16).toString(2);
    if (binary.length < 32) 
        binary = ('00000000000000000000000000000000'+binary).substr(binary.length);
    var sign = (binary.charAt(0) == '1')?-1:1;
    var exponent = parseInt(binary.substr(1, 8), 2) - 127;
    var significandBase = binary.substr(9);
    var significandBin = '1'+significandBase;
    var i = 0;
    var val = 1;
    var significand = 0;

    if (exponent == -127) {
        if (significandBase.indexOf('1') == -1)
            return 0;
        else {
            exponent = -126;
            significandBin = '0'+significandBase;
        }
    }

    while (i < significandBin.length) {
        significand += val * parseInt(significandBin.charAt(i));
        val = val / 2;
        i++;
    }

    return sign * significand * Math.pow(2, exponent);
}

维基百科上有用于双向转换所有浮点格式的算法的详细说明，并且很容易使用这些来编写自己的代码。从数字转换为字节应该更困难，因为您需要首先对数字进行标准化。

Answer 4

我有一个类似的问题，我想将任何 javascript 数字转换为 Buffer，然后解析它而不对其进行字符串化。

function numberToBuffer(num) {
  const buf = new Buffer(8)
  buf.writeDoubleLE(num, 0)
  return buf
}

使用示例：

// convert a number to buffer
const buf = numberToBuffer(3.14)
// and then from a Buffer
buf.readDoubleLE(0) === 3.14

这适用于当前的 Node LTS (4.3.1) 及更高版本。低版本没有测试。

Answer 5

此代码段有帮助吗？

var parser = new BinaryParser
  ,forty = parser.encodeFloat(40.0,2,8) 
  ,twenty = parser.encodeFloat(20.0,2,8);  
console.log(parser.decodeFloat(forty,2,8).toFixed(1));   //=> 40.0
console.log(parser.decodeFloat(twenty,2,8).toFixed(1));  //=> 20.0

Answer 6

64 位 IEEE 754 浮点到其二进制表示形式并返回：

// float64ToOctets(123.456) -> [64, 94, 221, 47, 26, 159, 190, 119]
function float64ToOctets(number) {
    const buffer = new ArrayBuffer(8);
    new DataView(buffer).setFloat64(0, number, false);
    return [].slice.call(new Uint8Array(buffer));
}

// octetsToFloat64([64, 94, 221, 47, 26, 159, 190, 119]) -> 123.456
function octetsToFloat64(octets) {
    const buffer = new ArrayBuffer(8);
    new Uint8Array(buffer).set(octets);
    return new DataView(buffer).getFloat64(0, false);
}

// intToBinaryString(8) -> "00001000"
function intToBinaryString(i, length) {
    return i.toString(2).padStart(8, "0");
}

// binaryStringToInt("00001000") -> 8
function binaryStringToInt(b) {
    return parseInt(b, 2);
}

function octetsToBinaryString(octets) {
    return octets.map((i) => intToBinaryString(i)).join("");
}

function float64ToBinaryString(number) {
    return octetsToBinaryString(float64ToOctets(number));
}

function binaryStringToFloat64(string) {
    return octetsToFloat64(string.match(/.{8}/g).map(binaryStringToInt));
}

console.log(float64ToBinaryString(123.123))
console.log(binaryStringToFloat64(float64ToBinaryString(123.123)))
console.log(binaryStringToFloat64(float64ToBinaryString(123.123)) === 123.123)

这是此 MIT 许可代码的稍微修改版本：https://github.com/bartaz/ieee754-visualization/blob/master/src/ieee754.js