Swift: 如何将字节转换为浮点数/得到更精确的数字？

Question

我正在从 BLE 设备获取 6 字节形式的加速度计数据，我想将其转换为尽可能精确的浮点值。

每 2 个字节代表一个不同的轴（分别为 x、y 和 z）。我想要一个像 0.98243873

这样的数字，而不是像 982 这样的数字

我尝试通过尝试将字节转换为浮点数...

let data = characteristic.value!

let floatX = Float(bitPattern:UInt32(littleEndian:data[0...1].withUnsafeBytes{[=11=].pointee}))

OR

let floatX = data[0...1].withUnsafeBytes{[=11=].pointee} as Float

但是当 Int16 值为 1047 时，我得到了像 -6.777109e-21 这样的奇怪数字，而我期待的是像 1.04793283 这样的数字。它与被签名的字节有关吗？我什至可以从两个字节中获得这样的精度吗？

Answer 1

如果您收到 6 个字节，其中每 2 个字节代表一个轴，您实际上收到 3 个数字，每个 16 位整数。要将它们变成您想要的那种浮点数（其中 1047 --> 1.047xxx），您显然必须将它们中的每一个除以 1000.0.

我不知道 Swift，只是简单地做一些像这样的伪代码：

x = (first_byte + 256 * second_byte) / 1000.0;  // or vice versa, if big-endian
y = (third_byte + 256 * fourth_byte) / 1000.0;  // same...
z = (fifth_byte + 256 * sixth_byte) / 1000.0;   // same again

正如我指出的那样，如果从设备输出的字节是大端字节序，你显然会这样做：

x = (256 * first_byte + second_byte) / 1000.0; 
// etc...

您也许可以通过乘以相反的速度来加快速度，即 * 0.001，因为乘法通常比除法快一点。但是，如果某些编译器注意到这是一个常量，它们会为您执行此操作：

x = (...) * 0.001;

Answer 2

问题是您只是试图通过 "reinterpreting" 与新值相同的位模式（这就是 Float(bitPattern:) 是为了），但这根本不是 Float 存储数据的方式。 Swift 的 Float 和 Double 数据类型是 IEEE 754 的 32 位和 64 位浮点数据类型的实现。有很多在线资源可以解释它，但 TL;DR 是它们存储数字的方式与科学记数法类似，尾数提高到指数的幂。

我认为你的部分困难来自试图一次做太多事情。把它分解成小块。编写一个获取数据的函数，并将其分解为 3 UInt32 个组件。然后编写一个单独的函数，对这些组件执行您想要的任何转换，例如将它们转换为浮点数。这是一个粗略的例子：

import Foundation

func createTestData(x: UInt32, y: UInt32, z: UInt32) -> Data {
    return [x, y, z]
        .map { UInt32(littleEndian: [=10=]) }
        .withUnsafeBufferPointer { Data(buffer: [=10=]) }
}

func decode(data: Data) -> (x: UInt32, y: UInt32, z: UInt32) {
    let values = data.withUnsafeBytes { bufferPointer in
            bufferPointer
                .bindMemory(to: UInt32.self)
                .map { rawBitPattern in
                    return UInt32(littleEndian: rawBitPattern)
                }
        }

    assert(values.count == 3)
    return (x: values[0], y: values[1], z: values[2])
}

func transform(ints: (x: UInt32, y: UInt32, z: UInt32))
    -> (x: Float, y: Float, z: Float) {
    let transform: (UInt32) -> Float = { Float([=10=]) / 1000 } // define whatever transformation you need
    return (transform(ints.x), transform(ints.y), transform(ints.z))
}

let testData = createTestData(x: 123, y: 456, z: 789)
print(testData) // => 12 bytes
let decodedVector = decode(data: testData)
print(decodedVector) // => (x: 123, y: 456, z: 789)
let intsToFloats = transform(ints: decodedVector)
print(intsToFloats) // => (x: 0.123, y: 0.456, z: 0.789)

Swift: 如何将字节转换为浮点数/得到更精确的数字？

Swift: How to convert Bytes into a float / get a more precise number?

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