Python: lấy và thao tác (như số nguyên) mẫu bit của phao

Question

Trong Python V.2.5.4, tôi có một float, và tôi muốn lấy và thao tác (như một số nguyên) mẫu bit của float đó.

Ví dụ, giả sử tôi có

x = 173.3125 

Trong định dạng IEEE 754, bit mẫu x (trong hệ thập lục phân) là 432D5000.

Tôi làm cách nào để có được thao tác & (ví dụ: thực hiện thao tác bitwise) trên mẫu bit đó?

Answer 1

Bạn có thể nhận được chuỗi bạn muốn (rõ ràng ngụ ý một đại diện 32-bit lớn, cuối cùng; Python nội bộ sử dụng endianity mẹ đẻ và 64-bit cho phao) với struct mô-đun:

>>> import struct 
>>> x = 173.125 
>>> s = struct.pack('>f', x) 
>>> ''.join('%2.2x' % ord(c) for c in s) 
'432d2000' 

này chưa cho phép bạn thực hiện các hoạt động Bitwise, nhưng bạn có thể sau đó sử dụng struct một lần nữa để lập bản đồ chuỗi thành một int :

>>> i = struct.unpack('>l', s)[0] 
>>> print hex(i) 
0x432d2000 

và bây giờ bạn có một int mà bạn có thể sử dụng trong bất kỳ loại hoạt động Bitwise (theo cùng hai bước ngược lại nếu sau khi cho biết các hoạt động bạn cần để có được một float một lần nữa).

Answer 2

Tôi không quá thạo về chủ đề này, nhưng bạn đã thử mô-đun ctypes chưa?

Answer 3

Vấn đề là một đối tượng phao Python có thể không phải một IEEE 754, bởi vì nó là một đối tượng (trong thực tế họ đang có, nhưng trong nội bộ họ có thể giữ bất cứ đại diện là thuận tiện hơn) ...

Như leo nói, bạn có thể làm một loại đúc với ctypes, vì vậy bạn đang thực thi một đại diện cụ thể (trong trường hợp này, độ chính xác duy nhất):

from ctypes import * 
x = 173.3125 
bits = cast(pointer(c_float(x)), POINTER(c_int32)).contents.value 
print hex(bits) 
#swap the least significant bit 
bits ^= 1 

Và sau đó trở lại:

y = cast(pointer(c_int32(bits)), POINTER(c_float)).contents.value 

Answer 4

Sử dụng struct hoặc xdrlib mô-đun:

>>> import struct 
>>> x = 173.3125 
>>> rep = struct.pack('>f', x) 
>>> numeric = struct.unpack('>I', rep)[0] 
>>> '%x' %numeric 
'432d5000' 

Bây giờ bạn có thể làm việc với numeric, và sau đó đi theo hướng ngược lại để có được số điểm nổi của bạn trở lại. Bạn phải sử dụng> I (unsigned int) để tránh nhận số âm. xdrlib tương tự.

Tham chiếu: struct, xdrlib.

Answer 5

Để tham khảo, bạn cũng có thể sử dụng gọn gàng và xem.

import numpy 

def fextract(f): 
    bits = numpy.asarray(f, dtype=numpy.float64).view(numpy.int64) 
    if not bits & 0x7fffffffffffffff: # f == +/-0 
    return 0, 0 
    sign = numpy.sign(bits) 
    exponent = ((bits>>52) & 0x7ff) - 1075 
    mantissa = 0x10000000000000 | (bits & 0xfffffffffffff) 
    # from here on f == sign * mantissa * 2**exponent 
    for shift in 32, 16, 8, 4, 2, 1: 
    if not mantissa & ((1<<shift)-1): 
     mantissa >>= shift 
     exponent += shift 
    return sign * mantissa, exponent 

fextract(1.5) # --> 3, -1