如何在C#中获取浮点数的IEEE 754二进制表示形式

Question

我有一些单精度和双精度浮点数，想要将它们写入和读取自一个字节数组byte[]。在.Net中是否有可以将它们转换为32位和64位IEEE 754表示的方法？

- HasaniH

Answer 1

.NET的Single和Double已经采用了IEEE-754格式。你可以使用BitConverter.ToSingle()和ToDouble()将byte[]转换为浮点数，GetBytes()则可以完成相反的操作。

- Hans Passant

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我们如何在不使用GetBytes()的情况下完成这个任务，也就是使用for循环。 - Satti

@SriramSatti请看我的答案。 - Marc Gravell

Answer 2

使用span更新当前的.NET/C#:

static void Main()
{
    Span<byte> data = stackalloc byte[20];
    GetBytes(0, data, 0);
    GetBytes(123.45F, data, 4);
    GetBytes(123.45D, data, 8);
}

static unsafe void GetBytes(float value, Span<byte> buffer, int offset)
    => MemoryMarshal.Cast<byte, float>(buffer.Slice(offset))[0] = value;
static unsafe void GetBytes(double value, Span<byte> buffer, int offset)
    => MemoryMarshal.Cast<byte, double>(buffer.Slice(offset))[0] = value;

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如果您不想一直分配新的数组（这就是GetBytes的做法），您可以使用unsafe代码直接写入缓冲区：

static void Main()
{
    byte[] data = new byte[20];
    GetBytes(0, data, 0);
    GetBytes(123.45F, data, 4);
    GetBytes(123.45D, data, 8);
}

static unsafe void GetBytes(float value, byte[] buffer, int offset)
{
    fixed (byte* ptr = &buffer[offset])
    {
        float* typed = (float*)ptr;
        *typed = value;
    }
}
static unsafe void GetBytes(double value, byte[] buffer, int offset)
{
    fixed (byte* ptr = &buffer[offset])
    {
        double* typed = (double*)ptr;
        *typed = value;
    }
}

- Marc Gravell

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相比于创建一个数组，这种做法有什么影响？我对内存中发生的事情以及垃圾回收器的操作很感兴趣。 - David Klempfner

@Backwards_Dave 简单来说：一个分配了数组，一个没有！GC 的行为完全取决于何时该数组变得不可达，但是：它最终需要被回收。请注意，在当前的 .NET/C# 中，您可以在此处使用 Span<byte> API，并且完全不需要任何 unsafe 和任何数组分配（使用 stackalloc span）- 请参见编辑。 - Marc Gravell