为什么这个浮点数联合体的输出是NaN？

Question

在我的C++代码中，我声明了一个union:

typedef union U_FloatParse {
    float float_data;
    unsigned char byte_data[4];
} U_FloatConvert;

然后，我将byte_data数组的值设置为0、0、192、127：

U_FloatConvert depth_data;

depth_data.byte_data[0] = 0;
depth_data.byte_data[1] = 0;
depth_data.byte_data[2] = 192;
depth_data.byte_data[3] = 127;

printf("\n\nFloat = %f\n\n", depth_data.float_data);

作为输出结果我得到了NaN。为什么我没有得到一个正常的浮点值呢？当我传递值：56、137、33、63时，我得到了浮点值0.631000。

测试代码：http://codepad.org/Q8ds1V0F

- moffeltje

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在C或C++中，union的功能并非完全相同。 - Baum mit Augen

据我所知，在C++中没有定义这个东西。（如果您不是在问它们之间的差异，请只标记C和C++中的一个。） - molbdnilo

你了解IEEE浮点格式吗？你知道字节序吗？ - Some programmer dude

当输入0x7fc00000时，预计会得到NaN，没有任何有趣的事情发生。 - harold

你原本期待得到什么价值？ - molbdnilo

Answer 1

通过将这些字节写入数组，您可以得到一个内存布局00 00 c0 7f，在小端endian中读取为7fc00000。将其解释为IEEE浮点数，您会得到：

• 符号为0（正数，但NaN无关）
• 指数为0xFF
• 尾数为0x400000（> 0并且最高位设置→静默）

这将给您一个（静默）NaN值。

至少，在C中是这样的。在C ++中，未定义您要做什么，但如果您仍然获得NaN作为结果，则编译器会将其视为C（不建议依赖未定义的行为！）。

- glglgl

Answer 2

NaN是一个正常的浮点值，你设置的字节被正确解释为有效的NaN。

话虽如此，由于在C++中以这种方式使用联合具有未定义的行为,你可能会得到输出“没有勺子的NaN”。您只能同时使用联合的成员之一。它不是reinterpret-casting的快捷方式！

- Lightness Races in Orbit

Answer 3

NaN（非数字）错误通常发生在输出不确定的情况下，即其值无法确定，例如0/0。

但我不会使用联合体（个人不喜欢它们），当您使用联合体时，设置一个成员并提取另一个成员是未定义的行为。

首先，浮点值基本上被分成位字段，其中有许多位用于保持尾数，许多位用于保持指数，而一位用于保持符号。另一方面，整数只是一个数字的二进制表示形式。它们的位只是没有排列相同。

您可以像这样做：

unsigned long int l = byte_data[0] | (byte_data[1] << 8) | (byte_data[2] << 16) | (byte_data[3] << 24);

- Alen Hadzic

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你不能这样构建一个浮点数。 - harold

啊，显然……它必须是浮点数吗？^^ - Alen Hadzic

也许吧，我只是觉得用如何构建整数来回答这个问题有些奇怪，因为那并不是问题的实质。 - harold

没错。我本以为这行代码只是多余的，我的答案其实就是我写下的文字。对于造成的不便我很抱歉。我的意思是说，使用float，你将从字符数组中获得0x7fc00000，而你真正想要的是0x0000c07f，这是我试图解释的。 - Alen Hadzic