如何在Shell中从二进制文件中打印浮点值？

Question

我有一个二进制文件，其中包含双精度浮点数（8个字节）或单精度浮点数（4个字节）的值，该文件是以下方式生成的：

$ python -c $'from struct import pack\nwith open("file.bin", "wb") as f: f.write(pack("<d", 0.123))'
$ xxd file.bin
00000000: b072 6891 ed7c bf3f                      .rh..|.?

我可以通过Python打印回来：

$ python -c $'from struct import unpack\nwith open("file.bin", "rb") as f: print(unpack("<d", f.read(8)))'
(0.123,)

对于4字节浮点数，只需将<d更改为<f（稍后称为float.bin）。

如何以更清晰的方式从shell脚本中打印该值（不使用Python）？可以使用内置工具（例如printf）或广泛使用的外部工具（例如xxd、dc、bc、od、hexdump等）。

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例如，要打印十进制值，我可以使用xxd（Vim的一部分），例如在Bash中：

• get the value of first byte:

  $ echo $((16#$(xxd -ps -s0 -l1 file.bin)))
  176
  

  ^{For 2nd and forth bytes, increase -s.}

• get decimal value from all 8 bytes:

  $ echo $((16#$(xxd -ps -s0 -l8 file.bin)))
  -5732404399725297857
  

然而，我希望在Unix系统上打印原始浮点值（0.123）。最好使用一些单行代码（作为脚本的一部分保持简单），这样我可以将其分配到文本变量中或将该值打印在屏幕上。

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我尝试使用printf（对4字节浮点数进行简化）,但结果与预期不符：

$ xxd -p float.bin
6de7fb3d
$ printf "%.4f\n" 0x.$(xxd -p float.bin)
0.4293
$ printf "%.4f\n" 0x3dfbe76d
1039918957.0000
$ printf "%.4e\n" 0x3dfbe76d
1.0399e+09

根据此 在线转换器，0x3dfbe76d 等同于 0.123，所以十六进制值是反向的（实际上是由 xxd 给出的）。

- kenorb

Answer 1

这不是使用 Python 编写的，而是一个广泛使用的外部工具，Perl。

perl -e "print pack('d>',0.123)" > file.bin

perl -e "print unpack('d>',<>)" < file.bin
0.123

你也可以使用GNU od 工具，例如：

od -tfD file.bin
0000000                    0.123
0000010

-t参数指定浮点数的输出格式(f)，后面可以跟可选的大小规格符(F表示float，D表示double或L表示long double)，简而言之，-tfD可以被-e或-F替换。要仅打印值而不带地址，可以指定-A n。

- Mark Setchell

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+1：听起来像是coreutils的一部分od更短，这个方法效果很好，谢谢。这是精简版本：od -tfD file.bin | awk '{print $2}' | xargs。 - kenorb

Answer 2

od -f <filename>

这将以浮点数的形式转储您的文件。

od是一个标准的Linux工具，我经常使用它。手册上写道：

od - 以八进制和其他格式转储文件

- JellicleCat

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od -t fD <filename> 用于双精度浮点数。 - Matthias Beaupère

Answer 3

作为一行代码。

echo -n "000000000000f03f" | while read -N2 code; do printf "\x$code"; done | od -t f8

- debuti

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它应该产生：0000000 1？ - kenorb

是的，3ff0000000000000在小端模式下是我的答案的回显体，该值是实际值1.0e0的IEEE754二进制表示。这是一个小端机器（如任何x86）的示例。 - debuti

Answer 4

od -tfD filename 可以完成这项工作。在此处检查 od 后面的特定标志：https://www.ibm.com/docs/en/zos/2.4.0?topic=descriptions-od-dump-file-in-specified-format

- PHE

Answer 5

您可能希望考虑一些提到的工具，例如bc，它可以用于算术运算和比较 - 例如：

#!/bin/bash
A=1.3141592653581 # variable 1
B=1.3141592653589 # variable 2
if (( `echo $A"<"$B | bc` )) ; then printf "$A is: < $B\n" ; else printf "$B is: < $A\n" ; fi ;
C=$(echo "$A+$B" | bc)
printf "C == $C\n" ;

对于相关数字和类型（如零），可能需要进行额外的格式化，正如其他帖子中所提到的： 如何在bc中显示小数点前的零？

- aphorise

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如果您已经使用浮点格式，那就太好了，但是您需要将十六进制格式转换为浮点格式。因此，在4字节浮点数的情况下，需要将3dfbe76d转换为0.123。 - kenorb