（题目2）自己实现浮点数转换为整数

我们在写程序时，总是会自觉或不自觉地频繁用到类型转换，比如将整数转换为浮点数或反之。

今天的题目主要讨论基本类型的转换（但和普通的类型转换有所不同哦，详见后文），考考你是否真的理解了类型转换的本质。在面向对象系统中还会涉及类和接口的类型转换，但它们和基本类型的转换还是有区别的，今天暂时不考虑。

（本人博客中所有题目都是我原创的，仅此一家，不买也来看看啊）

 

开始了，请听题。

 

题目很简单，自己编写一个模拟double到long的强制类型转换实现。即实现如下效果但不能使用语言提供的强制类型转换功能：

long a_long = (long) a_double;

考虑到语言之间的差异，下面分别说明一下题目的详细要求。

 

1. 喜欢C语言的看这里

请编写一个函数get_int_from_float，其原型如下：

long get_int_from_double(double *)

该函数接受一个double指针类型的参数并返回其整数部分。

例如调用get_int_from_float(5.2)，返回5。

注意，对于非常大的数，例如1.5E100，其实际的整数部分（实际上它就是一个整数）应该是15后面跟99个0这个数，但这个数太大，即使是long型也表示不了。此时不得不对结果进行截断（没办法，客观上被限制了）。

已知条件：各类型的长度确定，int和float都是32位，long和double都是64位。其他已知条件见后文。

要求：见后文

 

 

2. Java或C#版

请编写一个方法或函数：getIntFromFloat，它具有一个double类型的参数，返回的是浮点数的整数部分。

其原型为：

long getIntFromFloat(double)

注意事项见C语言版。

已知条件：参数始终是有效的浮点数，不考虑NaN等情况。其他见后文

要求：见后文

 

3. 喜欢Javascript或其他脚本语言的看这里：

请编写一个函数getIntFromFloat，它接受一个浮点数，并返回该浮点数的整数部分。例如调用getIntFromFloat(5.2)则返回5

其原型为：

function getIntFromFloat(f)

注意事项见C语言版。

已知条件：参数始终是有效的浮点数，不考虑NaN、非数字类型等情况。其他见后文

要求：见后文

 

 

共同的已知条件：

1. 浮点数的储存格式（同时也是一个IEEE754浮点数的简介哦，对题目不感兴趣的也可以看看这个）

(1) 题目里的浮点数都是64位IEEE754双精度浮点数，它们具有如下位模式（由低位到高位）：

第0~51位，共52位：小数位，或尾数位
第52~62，共11位：指数部分
第63位：符号位，0为正1为负

(2) 尾数的规范化：

与我们熟悉的十进制科学计数法类似，浮点数的小数不能随便写，必须是规范形式。规范形式就是整数部分为1的小数，例如1.1、1.01等，非规范形式的尾数必须先转成规范形式。

（下面都以2进制举例）

例如101.11需要先转成规范形式1.0111（相当于小数点左移了2位，即缩小了4倍）

规范化的好处是小数点位置固定了，不需要再额外花一些位来记录小数点在哪里了。

另一个衍生出来的好处是整数部分的1是完全固定的，所以可以不要，使其变成隐藏的默认位。即只要存储后面的0111即可，计算时，再将前面的1和.补上。

(3) 指数部分

指数部分也有讲究。

首先是尾数转成规范化以后需要调整指数部分的值，使得规范化前后整个数的值不变。

例如原来的101.11相当于101.11×2^0，尾数规范化为1.0111后，指数部分需要补上2才行，即1.0111×2^2

这跟十进制是一样的。例如123.45转成科学计数法后是1.2345×10^2。

另外一点是，指数部分不是直接存储的，实际存储的是原值减去一个“修正值”后的结果，对double来说，修正值是1023。计算时，将存储的值加上1023计算出真正的指数大小（计算结果按11位有符号数来对待）。

这一点会让很多人迷惑：为什么要这么规定？这不是蛋疼吗！要说尾数规范化可以简化实现并节约一个实实在在的位出来，那指数的这个规定是为了什么呢？表示范围没有变大，也没有节省位数，更是增加了一步额外的计算，真是出力不讨好啊！

关于这一点，这里先卖个关子，我后面再另开一篇博文详细讨论浮点数的时候再来解释吧，嘿嘿。

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好了，总结一下：

要将一个以位模式存储的double转换为我们能看懂的二进制科学计数法，需要先提取出符号位、指数和尾数部分，然后就可以将其写为下面的形式：

(+-) 1.尾数 × 2^(指数+1023)

关于浮点数的详细解释可参考维基百科（英文的。没办法，中文的写的太渣了）
http://en.wikipedia.org/wiki/Floating_point

 

2. 取得double的位模式

假设已有如下的实现，你在程序中可以使用它们来获取一个double的位模式：

long getDoubleBitPattern(double) // Java或C#

function getDoubleBitPattern(d) // JS等

long get_double_bit_pattern(double *) // C

注意：该方法或函数返回的long和原double具有相同的位模式（因此它们表示的是完全不同的2个值）

 

 

共同的要求：

不能使用任何系统或语言提供的类型转换功能，包括隐式转换。

 

 

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呼~~~好了，have fun！