如何在 python 中获取前 n 位浮点数作为整数

Question

假设我有 0.625，因为浮点数是 0b.101，所以如果我想要它的前两位作为整数，即 0b10 = 2，我怎样才能在 python 中做到这一点？

我试过将数字取 2 的幂并转换为 int，所以如果我想要 n 位，我会 int(0.625*(2**n))。但这对我不起作用。

当我的数字大于 1 时会出现问题，因此 24.548838022726972 将给我前四位 392 而不是 12。 (24.548838022726972 = 0b11000.100011001...)

Answer 1

您可以使用 struct.pack() 将浮点数转换为字节列表，然后从中提取您感兴趣的位。

Answer 2

While the number is greater than or equal to 1, divide by 2.
Multiply by 2**n
Round or truncate to an integer.

这是测试用例的简化 Java 程序：

public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    double in = 24.548838022726972;
    while (in >= 1) {
      in /= 2;
      System.out.println(in);
    }
    in *= 16;
    System.out.println(in);
    System.out.println((int) in);
  }
}

输出：

12.274419011363486
6.137209505681743
3.0686047528408715
1.5343023764204358
0.7671511882102179
12.274419011363486
12

Answer 3

如果您想要 n 个最高有效位，一种开始的方法是使用 math.frexp 将您的数字标准化到 [0.5, 1.0) 范围内。然后乘以 2**n 并取整数部分将为您提供所需的结果。

>>> import math
>>> math.frexp(24.54883)  # significand and exponent
(0.7671509375, 5)
>>> math.frexp(24.54883)[0]  # just the significand
0.7671509375
>>> int(math.frexp(24.54883)[0] * 2**4)  # most significant 4 bits
12

您可以使用 math.ldexp 函数来执行第二部分操作，而不是显式计算 2 的幂以进行缩放。

>>> int(math.ldexp(math.frexp(24.54883)[0], 4))
12

Answer 4

使用内置函数获取IEEE 754 format中尾数有效位的一种直接方法是：

In [2]: u=24.54883

In [3]: bin(u.as_integer_ratio()[0])
Out[3]: '0b11000100011001000000000011111011101010001000001001101'

In [4]: u=.625

In [5]: bin(u.as_integer_ratio()[0])
Out[5]: '0b101'

你得到 0b1 + 尾数没有非重要的 0.

如何在 python 中获取前 n 位浮点数作为整数

How can I get first n bits of floating point number as integer in python

python

floating-point

bit