Преобразование типов в си?

Question

[r1ch]

int i = 37; // 00000000000000000000000000100101 = 0.00000000.00000000000000000100101 = ((-1)^0)*1,00000000000000000100101*2^-127 = 1,00000000000000000100101*(1/1,701419339096245668434929897641e+38) = 0,000000
float f = *(float*)&i; // 0,000000

int i = -37; // 11111111111111111111111111011010 = 1.11111111.11111111111111111011010 = ((-1)^1)*1,1111111111111111111111111011010*2^255-127= -1,999999982304871082305908203125*3,4028236692093846346337460743177e+38 = -6,8056472782053657584265955775406e+38 
float f = *(float*)&i; // -1.#QNAN0 

float f = 7.0; // 0.10000001.11000000000000000000000 = 1088421888
int i = *(int*)&f; // 1088421888

float f = -7.0; // 1.01111110.00111111111111111111111 = -1059061760
int i = *(int*)&f; // -1059061760

Код на СИ. По какому алгоритму этот код получает из int => float, float=> int, как преобразуется мантисса и порядок в целое число?

Answer 1

[AM5800]

Отвечая на ваш вопрос об алгоритме: ни по какому.
У вас здесь происходит каст указателей.
То есть, в первом случае, у вас есть накоторая ячейка памяти, которая содержит число 37. Если на мгновение забыть о типах, то в этой ячейке лежит значение "...0100101"
Когда вы берете ее адрес (&i) - вы получаете указатель типа int. После каста, вы получаете указатель типа float. Изменяется тип указателя, но не данные на которые он указывает. После разыменования и присваивания вы получаете переменную f, значение которой все еще равно "...0100101".

Если же вас интересует именно устройство формата float. То, можно начать отсюда:
en.wikipedia.org/wiki/Single-precision_floating-po...

Comments

[r1ch]

что за символы во втором примере?

[AM5800]

NAN - not a nuber. В данном случае еще quiet. Грубо говоря, у вас получилась комбинация нулей и единиц, которая не может быть корректно представлена числом формата float

[r1ch]

@AM5800 по подсчетам из int -37 вышло float -6,8056472782053657584265955775406e+38, то есть double его воспроизведет ,вроде его диапазон подходит. А что за quiet, это он из других ячеек памяти, которые были рядом, взял данные?

[r1ch]

Q- queit, NAN- not a number, 0 - ?

Answer 2

[svd71_1]

Алгоритм простой: компилятор берет область памяти под переменной и пытается его представить как другой тип. При этом нет проверки на совместимость типов: в int идет последовательность битов в 4х байтах, в float две части - вещественная и мантиса. Если преобразуемый тип имеет больший объем, чем изначальный, то в данных будет всякий хлам.

Comments

[Rsa97]

И хорошо, если хлам, а не доступ за пределы памяти программы.

[ashmigirilov]

Доступ за пределы памяти при преобразовании типов вы не получите.

Вероятные сценарии:

1. Если двоичное представление int не соответствует правилам представления числе с плавающей точкой, то вы получите nan в float и дальше (в зависимости от настроек окружения floating point) либо распространение nan на дальнейшие вычисления и возникновение floating point exception, либо обнуление nan-переменной, как поведение ОС по умолчанию и дальнейшая ошибка в вычислениях.

2. Если двоичное представление int-числа "ложится" на стандарт ieee754, то получите какое-то неожиданное, но корректное (с т.з. стандарта представления числа) значение с плавающей точкой, как следствие ошибку в дальнейших вычислениях.

Делать подобные преобразования имеет смысл только при четком понимании, зачем это делается. Как один из вариантов - реализация какого-то бинарного протокола взаимодействия между системами, и то есть варианты получше. Кстати, gcc на подобные преобразования выдает предупреждения.

[Rsa97]

При преобразовании типов - нет, а при доступе к памяти по указателю всё будет зависеть от разрядности типов int и float в данных системе/компиляторе и от расположения исходной переменной в памяти.
Вариант - sizeof(int) = 2, sizeof(float) = 4, исходная переменная занимает последние два байта выделенной облсти памяти.

Answer 3

[Ilya Evseev]

Если sizeof(int) != sizeof(float), можно заработать на свою жопу очень интересный геморрой.

Хуже всего, что такой код реально приходилось встречать в production(!!!) в коммерческих кодеках.