通过整数操作实现IEEE 754 64位二进制浮点数


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(我暂时将问题标记为“ C”,但是如果您知道另一种支持联合的语言,则也可以使用它。)

您的任务是+ - * /为以下结构构建四个标准数学运算符:

union intfloat{
    double f;
    uint8_t h[8];
    uint16_t i[4];
    uint32_t j[2]; 
    uint64_t k;
    intfloat(double g){f = g;}
    intfloat(){k = 0;}
}

这样操作本身就只能操纵或访问整数部分(因此也不能在操作过程中的任何时候都与double进行比较),并且结果是完全相同的(对于非数字结果,例如,功能上是等效的NaN)好像相应的数学运算已直接应用于double

您可以选择要操作的整数部分,甚至可以在不同的运算符之间使用不同的整数部分。(尽管我不确定您是否要这样做,您也可以选择从联合中的任何字段中删除“未签名”。)

您的分数是四个运算符中每个字符的代码长度总和。最低分获胜。

对于不熟悉IEEE 754规范的我们来说,是一篇有关Wikipedia的文章。


编辑:

03-06 08:47在intfloat结构中添加了构造函数。您可以使用它们进行测试,而不必手动设置double /etc。


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kes!告诉我您有解决方案。
dmckee ---前主持人小猫

4
嗯......也许会有更好的定义intstruct来讲uint8_8uint16_t等为一体的绝对大小shortint等不被标准定义(每种类型都有一个最小尺寸并且在大小有严格的排序,但而已)。
dmckee ---前版主小猫

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我猜想,即使没有高尔夫球,这也是一种很棒的(且具有挑战性的)做法
John Dvorak

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该问题可以使用有关如何处理舍入的文档以及良好的测试套件。
彼得·泰勒

4
我敢肯定它在规格中,但真正的规格要花费几百美元。可能有一些免费提供的描述,但是IMO应该在提问者的身上提出此类详细信息(或至少包含到可能在几年后仍存在的站点的链接)。问题,而不是回答者去寻找必要的材料以了解问题的实质。
彼得·泰勒

Answers:


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C ++,约1500个字符

将浮点数扩展为8000二进制的定点表示形式,对其进行操作,然后转换回去。

// an "expanded" float.                                                                                                         
// n is nan, i is infinity, z is zero, s is sign.                                                                               
// nan overrides inf, inf overrides zero, zero overrides digits.                                                                
// sign is valid unless nan.                                                                                                    
// We store the number in fixed-point, little-endian.  Binary point is                                                          
// at N/2.  So 1.0 is N/2 zeros, one, N/2-1 zeros.                                                                              
#define N 8000
struct E {
  int n;
  int i;
  int z;
  long s;
  long d[N];
};
#define V if(r.n|r.i|r.z)return r
// Converts a regular floating-point number to an expanded one.                                                                 
E R(F x){
  long i,e=x.k<<1>>53,m=x.k<<12>>12;
  E r={e==2047&&m!=0,e==2047,e+m==0,x.k>>63};
  if(e)m+=1L<<52;else e++;
  for(i=0;i<53;i++)r.d[2925+e+i]=m>>i&1;
  return r;
}
E A(E x,E y){
  int i,c,v;
  if(x.s>y.s)return A(y,x);
  E r={x.n|y.n|x.i&y.i&(x.s^y.s),x.i|y.i,x.z&y.z,x.i&x.s|y.i&y.s|~x.i&~y.i&x.s&y.s};V;
  if(x.s^y.s){
    c=0;
    r.z=1;
    for(i=0;i<N;i++){
      v=x.d[i]-y.d[i]-c;
      r.d[i]=v&1;c=v<0;
      r.z&=~v&1;
    }
    if(c){x.s=1;y.s=0;r=A(y,x);r.s=1;}
  }else{
    c=0;
    for(i=0;i<N;i++){
      v=x.d[i]+y.d[i]+c;
      r.d[i]=v&1;c=v>1;
    }
  }
  return r;
}
E M(E x, E y){
  int i;
  E r={x.n|y.n|x.i&y.z|x.z&y.i,x.i|y.i,x.z|y.z,x.s^y.s};V;
  E s={0,0,1};
  for(i=0;i<6000;i++)y.d[i]=y.d[i+2000];
  for(i=0;i<4000;i++){
    if(x.d[i+2000])s=A(s,y);
    y=A(y,y);
  }
  s.s^=x.s;
  return s;
}
// 1/d using Newton-Raphson:                                                                                                    
// x <- x * (2 - d*x)                                                                                                           
E I(E d){
  int i;
  E r={d.n,d.z,d.i,d.s};V;
  E t={};t.d[4001]=1;
  for(i=N-1;i>0;i--)if(d.d[i])break;
  E x={0,0,0,d.s};x.d[N-i]=1;
  d.s^=1;
  for(i=0;i<10;i++)x=M(x,A(t,M(d,x)));
  return x;
}
// Convert expanded number back to regular floating point.                                                                      
F C(E x){
  long i,j,e,m=0;
  for(i=N-1;i>=0;i--)if(x.d[i])break;
  for(j=0;j<N;j++)if(x.d[j])break;
  if(i>0&x.d[i-53]&(j<i-53|x.d[i-52])){E y={0,0,0,x.s};y.d[i-53]=1;return C(A(x,y));}
  if(i<2978){e=0;for(j=0;j<52;j++)m+=x.d[j+2926]<<j;}
  else if(i<5024){e=i-2977;for(j=0;j<52;j++)m+=x.d[i+j-52]<<j;}
  else x.i=1;
  if(x.z)e=m=0;
  if(x.i){e=2047;m=0;}
  if(x.n)e=m=2047;
  F y;y.k=x.s<<63|e<<52|m;return y;
}
// expand, do op, unexpand                                                                                                      
F A(F x,F y){return C(A(R(x),R(y)));}
F S(F x,F y){y.k^=1L<<63;return A(x,y);}
F M(F x,F y){return C(M(R(x),R(y)));}
F D(F x,F y){return C(M(R(x),I(R(y))));}

我懒得删除所有空格和换行符以获得确切的数据,但是它大约有1500个字符。

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