提问人：BamsBamx 提问时间：10/19/2023 最后编辑：BamsBamx 更新时间：10/20/2023 访问量：116
为什么从 float 到 int 的转换会返回 float 的整数部分（在 C 中）？
Why does casting from float to int return the integer part of the float (in C)?
问：
众所周知，在将浮点数转换为 int 后，int 变量会获取浮点变量的整数部分，而丢弃小数部分。
以一个 32 位浮点数为例，其值为 -248.75，内存中的值如下：
float_t a = -248.75; // in binary: 11000011 01111000 11000000 00000000
如下图所示：
该二进制值以十进制表示以下值：
11000011 01111000 11000000 00000000 = 3279470592
然后，据我所知，将二进制内容转换为（无符号或无符号）整数应该返回以下值：
uint32_t u32 = (uint32_t) a; -> 3,279,470,592 (**11000011 01111000 11000000 00000000**)
uint16_t u16 = (uint16_t) a; -> 49152 (00000000 00000000 **11000000 00000000**)
uint8_t u8 = (uint8_t) a; -> 0 (00000000 00000000 00000000 **00000000**)
int32_t i32 = (int32_t) a; -> -1,131,986,944 (**01000011 01111000 11000000 00000000**) (the first bit is the sign)
那么，为什么这些变量会得到 248 值呢？（反之亦然，从整数到浮点数）PD：我问的是技术背景
答：
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10/19/2023
#1
因为强制转换不是将浮点数的二进制表示形式复制到整数。in 通过丢弃浮点数的小数部分，将浮点数（如何表示）转换为整数
您希望查看数字的二进制表示形式，您需要：
- 使用：
union
uint32_t viaUnion(float x)
{
union
{
uint32_t u32;
float f;
}un = {.f = x};
return un.u32;
}
- 使用功能：
memcpy
uint32_t viaMemcpy(float x)
{
uint32_t u32;
memcpy(&u32, &x, sizeof(u32));
return u32;
}
要打印它：
uint32_t printViaUnion(float x)
{
union
{
uint32_t u32;
uint16_t u16[2];
uint8_t u8[4];
float f;
}un = {.f = x};
for(size_t i = 0; i < sizeof(x); i++)
{
if(i < sizeof(un.f) / sizeof(un.u8[0])) printf("u8[%zu] = % 3"PRIu8" 0x%02"PRIx8"\t", i, un.u8[i], un.u8[i]);
if(i < sizeof(un.f) / sizeof(un.u16[0])) printf("u16[%zu] = % 6"PRIu16" 0x%04"PRIx16"\t", i, un.u16[i], un.u16[i]);
if(i < sizeof(un.f) / sizeof(un.u32)) printf("u32[%zu] = % 10"PRIu32" 0x%08"PRIx32"\t", i, un.u32, un.u32);
printf("\n");
}
return un.u32;
}
int main(void)
{
printViaUnion(248.75f);
}
https://godbolt.org/z/sz1v1r1r4
u8[0] = 0 0x00 u16[0] = 49152 0xc000 u32[0] = 1131986944 0x4378c000
u8[1] = 192 0xc0 u16[1] = 17272 0x4378
u8[2] = 120 0x78
u8[3] = 67 0x43
或-248.75
u8[0] = 0 0x00 u16[0] = 49152 0xc000 u32[0] = 3279470592 0xc378c000
u8[1] = 192 0xc0 u16[1] = 50040 0xc378
u8[2] = 120 0x78
u8[3] = 195 0xc3
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Lundin
10/19/2023
#2
基本上：因为这就是 C 语言所说的应该发生的事情。它与类型的底层二进制表示无关。
强制转换是显式转换，因此浮点数到整数转换的规则适用。C17 6.3.1.4：
当实数浮点类型的有限值转换为除 _Bool 以外的整数类型时，小数部分将被丢弃（即，该值被截断为零）。如果整数部分的值不能用整数类型表示，则行为是未定义的。
如果你对纯二进制表示感兴趣，你可以使用指向字符的指针检查 C 中的任何类型：
float_t a = -248.75;
unsigned char* ptr = (unsigned char*)&a;
for(size_t i=0; i<sizeof(a); i++)
{
printf("%.2X ", ptr[i]);
}
小端机上的输出：
00 C0 78 C3
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10/19/2023
指针双关语不能用于 char（有符号或无符号）以外的任何内容。我建议%.2hhX
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Lundin
10/19/2023
@0____ 你认为是什么？根据默认参数 promotions，代码很好。 无论如何，不应该超出快速和肮脏的调试目的使用......unsigned char* ptrprintf
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10/19/2023
OP 可以假设他可以做他想做的事，而不仅仅是 char 表示。只需添加备注即可。short *sptr = (short *)&a
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Lundin
10/19/2023
@0____原来我写了“您可以使用指向字符的指针检查 C 中的任何类型”，因为您必须使用指向字符的指针。
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10/19/2023
此外，浮点常数应为-248.75f
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ikegami
10/20/2023
#3
混淆了转换值 （） 和通过转换指针 （） 访问。(Type)expr*(Type*)&obj
强制转换会导致转换。从浮点类型到积分的转换被定义为截断的结果。[C17§6.3.1.4¶1]
当实数浮点类型的有限值转换为 以外的整数类型时，小数部分将被丢弃（即，该值被截断为零）。如果整数部分的值不能用整数类型表示，则行为是未定义的。
_Bool
另一方面，当您投射指针时，您最终会得到一个指向同一地址的不同类型的指针。因此，您可以“欺骗”编译器将一种类型的对象作为另一种类型的对象进行访问。
因此，以下内容将实现您想要的：
float f = -248.75f;
uint32_t u32 = *(uint32_t*)f;
但是，这是未定义的行为。[C17§6.5¶6-7]但是，您也可以使用联合或 来实现此目的。memcpy
float f = -248.75f;
uint32_t u32 = ( union { float f; uint32_t u32; } ){ .f = f }.u32;
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floatmemcpy(&u32, &f32, sizeof u32);