将浮点数转换为固定点

Question

在C++中,将任何浮点值(浮点数)转换为固定点(int,16:16或24:8)的通用方法是什么？

编辑:为了澄清,定点值有两个部分:整数部分和小数部分.整数部分可以用有符号或无符号整数数据类型表示.小数部分由无符号数据整数数据类型表示.

为了清楚起见,让我们用钱来比喻.小数部分可能代表美分 - 美元的一小部分.'cents'数据类型的范围是0到99.如果将8位无符号整数用于定点数学运算,则小数部分将被分成256个可分的部分.

我希望能够解决问题.

Answer 1

干得好:

// A signed fixed-point 16:16 class
class FixedPoint_16_16
{
    short          intPart;
    unsigned short fracPart;

public:
    FixedPoint_16_16(double d)
    {
        *this = d; // calls operator=
    }

    FixedPoint_16_16& operator=(double d)
    {
        intPart = static_cast<short>(d);
        fracPart = static_cast<unsigned short>
                    (numeric_limits<unsigned short> + 1.0)*d);
        return *this;
    }

    // Other operators can be defined here
};

编辑:这是一个更通用的类,基于另一种常见的方式处理定点数(以及KPexEA指出):

template <class BaseType, size_t FracDigits>
class fixed_point
{
    const static BaseType factor = 1 << FracDigits;

    BaseType data;

public:
    fixed_point(double d)
    {
        *this = d; // calls operator=
    }

    fixed_point& operator=(double d)
    {
        data = static_cast<BaseType>(d*factor);
        return *this;
    }

    BaseType raw_data() const
    {
        return data;
    }

    // Other operators can be defined here
};


fixed_point<int, 8> fp1;           // Will be signed 24:8 (if int is 32-bits)
fixed_point<unsigned int, 16> fp1; // Will be unsigned 16:16 (if int is 32-bits)

Answer 2

从float到integer的转换将抛弃小数部分,因此如果你想将该分数保持为固定点,那么你只需在浮动之前乘以浮点数.以下代码不会检查您的溢出情况.

如果你想要16:16

double f = 1.2345;
int n;

n=(int)(f*65536);

如果你想要24:8

double f = 1.2345;
int n;

n=(int)(f*256);

Answer 3

****编辑**:我的第一条评论适用于凯文编辑之前,但我会留在这里为后人.有时,答案变化如此之快!

Kevin的方法的问题在于使用Fixed Point,您通常会将其打包成保证字长(通常为32位).分别声明这两个部分会让您随心所欲地编译器的结构包装.是的,你可以强制它,但它不适用于16:16表示以外的任何东西.

通过将所有内容打包成int,KPexEA更接近于标记 - 尽管我会使用"signed long"来尝试在32位上明确表示.然后,您可以使用他的方法生成定点值,并且位切片会再次提取组件部分.他的建议也涵盖了24:8的案例.

(还有其他人建议只是static_cast .....你在想什么？;))