将整数位转换为浮点数位

Question

我正在创建一个缓冲区，在其中我可以完全消除TCP-Segmentation带来的问题，该缓冲区将读取/写入横幅。唯一遇到的问题是浮点变量，除了浮点数之外，其他都正常工作。我找不到有关如何将int32位转换为浮点数的任何信息。

当将浮点数转换为int位时，使用以下方法（直接从Java源代码中提取并转换）。

private int floatToIntBits(float value)
{
    int result = BitConverter.ToInt32(BitConverter.GetBytes(value), 0);
    if (((result & 0x7F800000) == 0x7F800000) && (result & 0x80000000) != 0)
        result = 0x7fc00000;
    return result;
}

然而，现在我需要做相反的操作，不幸的是，在BitConverter类中没有任何适用于float类型的函数。

我在JavaDocs中也找不到太多信息，也没有任何我可以个人利用的信息，您可以在这里找到相关信息。

- Hobbyist

Answer 1

令人不爽的是，如果您正在使用 double 和 long，那么有 BitConverter.DoubleToInt64Bits 和 BitConverter.Int64BitsToDouble。我真的不知道为什么没有 Single / Int32 的等效物，因为它会强制您在堆上创建一个无意义的 byte[]（甚至不允许您传递预先存在的缓冲区）。

如果您愿意使用 unsafe 代码，实际上可以在简单的数据 thunk 中完成所有操作，而无需进行任何方法调用或数组：

public static unsafe int SingleToInt32Bits(float value) {
    return *(int*)(&value);
}
public static unsafe float Int32BitsToSingle(int value) {
    return *(float*)(&value);
}

- Marc Gravell

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很遗憾，由于这是Unity3D的客户端API，我不能使用不安全的代码。我以前找到过这个解决方案，但Unity不允许它。不过还是谢谢你的回复，对于一个简单的解决方案点赞。 - Hobbyist

@Christian.tucker 是的，那真的很烦人；我做了很多位操作（我维护几个二进制序列化器和其他网络实用库），因此当unsafe不被允许时，这对我来说非常困难。 - Marc Gravell

Answer 2

BitConverter会产生一些额外的开销和不必要的缓存。这种解决方案几乎和不安全转换一样快：

[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
struct FloatToInt 
{
    [FieldOffset(0)]private float f;
    [FieldOffset(0)]private int i;
    public static int Convert(float value)
    {
        return new FloatToInt { f = value }.i;
    }
}

- Aberro

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这是一个很棒的技巧，谢谢您。 - NSJacob1

这个不需要使用static FloatToInt，这么做会使得其不必要的线程不安全。在Convert(float value)中只需返回new FloatToInt { f = value }.i;即可。由于FloatToInt是一个结构体，使用new FloatToInt { }不会在堆上分配任何空间。 - dbc

Bitconverter在.net core 7中并不创建缓冲区，至少目前是这样的。public static unsafe int SingleToInt32Bits(float value) => *((int*)&value); public static unsafe float Int32BitsToSingle(int value) => *((float*)&value); - Warty

@Warty 这是关于BitConverter.GetBytes(value)的问题。当时还没有直接的转换方法，所以你必须先获取字节。 - Aberro

Answer 3

使用BitConverter.ToSingle方法：

int i = ...;
float f = BitConverter.ToSingle(BitConverter.GetBytes(i), 0);

- Dmitry

Answer 4

关键字 float 是数据类型 System.Single 的别名。

您可以使用 BitConverter.ToSingle 将四个字节转换为 float。

- Guffa

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我从未听说过那个别名，非常有趣。 - Hobbyist

这样使用是否正确？byte ch1 = ReadByte(); byte ch2 = ReadByte(); byte ch3 = ReadByte(); byte ch4 = ReadByte(); return BitConverter.ToSingle(new byte[] { ch1, ch2, ch3, ch4 }, 0); - Hobbyist

如果是网络编程，我不一定会推荐这样做，因为那些烦人的 byte[]。我已经单独添加了一些替代方案。 - Marc Gravell

Answer 5

现在我们可以针对.NET Core简单地使用BitConverter.SingleToInt32Bits()和BitConverter.Int32BitsToSingle()了！

- D.R.

Answer 6

使用 System.Runtime.CompilerServices.Unsafe NuGet 包

Unsafe.As<float, int>(ref value);

将一个浮点数转换为整数。

和。

Unsafe.As<int, float>(ref value);

将一个整数转换为浮点数。

- Yair Halberstadt

Answer 7

如果您需要在.NET Framework 4.0+或.NET Standard 2.0上使用此支持，您可以使用J2N.BitConversion.Int32BitsToSingle(i)来自J2N NuGet Package。

完全披露：我是J2N的主要维护者。

- NightOwl888

Answer 8

自从 .NET Core 2.0 版本以来，我们就拥有了一个内置的 API 来实现这个功能，BitConverter.Int32BitsToSingle：

float f = BitConverter.Int32BitsToSingle(i);

- Drew Noakes