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编辑:现在可以工作了,在规范化螳螂时,首先设置隐式位很重要,在解码隐式位时不必添加。我将标记的答案保留为正确,因为那里的信息确实有帮助。

我目前正在实施编码(可区分编码规则),并且在编码双精度值时遇到了小问题。

因此,我可以使用以下方法从 c# 中的双精度数中取出符号、指数和尾数:

 // get parts
 double value = 10.0;
 long bits = BitConverter.DoubleToInt64Bits(value);
 // Note that the shift is sign-extended, hence the test against -1 not 1
 bool negative = (bits < 0);
 int exponent = (int)((bits >> 52) & 0x7ffL);
 long mantissa = bits & 0xfffffffffffffL;

(使用此处的代码)。这些值可以被编码,一个简单的过程反转将让我回到原来的双倍。

但是,DER 编码规则指定尾数应该被归一化:

在 Canonical Encoding Rules 和 Distinguished Encoding Rules 中指定了规范化,并且尾数(除非它是 0)需要重复移位,直到最低有效位为 1。

(参见第 8.5.6.5 节)。

使用以下方法手动执行此操作:

 while ((mantissa & 1) == 0)
 {
     mantissa >>= 1;
     exponent++;
 }

不会工作,并给我奇怪的价值观。(即使使用上述链接中发布的整个功能 Jon Skeet)。

我似乎在这里遗漏了一些东西,如果我首先可以标准化双重的 mantiassa 并获得“位”,那将是最简单的。但是,我也无法真正理解为什么手动标准化不能正常工作。

谢谢你的帮助,

丹尼

编辑:实际工作问题显示我的螳螂规范化问题:

 static void Main(string[] args)
    {
        Console.WriteLine(CalculateDouble(GetBits(55.5, false))); 
        Console.WriteLine(CalculateDouble(GetBits(55.5, true)));
        Console.ReadLine();
    }

    private static double CalculateDouble(Tuple<bool, int, long> bits)
    {
        double result = 0;
        bool isNegative = bits.Item1;
        int exponent = bits.Item2;
        long significand = bits.Item3;

        if (exponent == 2047 && significand != 0)
        {
            // special case
        }
        else if (exponent == 2047 && significand == 0)
        {
            result = isNegative ? double.NegativeInfinity : double.PositiveInfinity;
        }
        else if (exponent == 0)
        {
            // special case, subnormal numbers
        }
        else
        {
            /* old code, wont work double actualSignificand = significand*Math.Pow(2,                   
               -52) + 1; */
            double actualSignificand = significand*Math.Pow(2, -52);
            int actualExponent = exponent - 1023;
            if (isNegative)
            {
                result = actualSignificand*Math.Pow(2, actualExponent);
            }
            else 
            {
                result = -actualSignificand*Math.Pow(2, actualExponent);**strong text**
            }
        }
        return result;

    }


    private static Tuple<bool, int, long> GetBits(double d, bool normalizeSignificand)
    {
        // Translate the double into sign, exponent and mantissa.
        long bits = BitConverter.DoubleToInt64Bits(d);
        // Note that the shift is sign-extended, hence the test against -1 not 1
        bool negative = (bits < 0);
        int exponent = (int)((bits >> 52) & 0x7ffL);
        long significand = bits & 0xfffffffffffffL;

        if (significand == 0)
        {
            return Tuple.Create<bool, int, long>(false, 0, 0);
        }
        // fix: add implicit bit before normalization
        if (exponent != 0)
        {
            significand = significand | (1L << 52);
        }
        if (normalizeSignificand)
        {
            //* Normalize */
            while ((significand & 1) == 0)
            {
                /*  i.e., Mantissa is even */
                significand >>= 1;
                exponent++;
            }
        }
        return Tuple.Create(negative, exponent, significand);

    }
    Output:
    55.5
    2.25179981368527E+15
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1 回答 1

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当您使用BitConverter.DoubleToInt64Bits时,它会为您提供double已经以 IEEE 754 格式编码的值。这意味着有效数字使用隐式前导位进行编码。(“有效位”是浮点值小数部分的首选术语,在 IEEE 754 中使用。有效位是线性的。尾数是对数的。“尾数”源于人们不得不使用对数和纸的时代和函数表进行粗略计算。)要恢复未编码的有效位,您必须恢复隐式位。

这并不难。将符号位、编码的指数(作为整数)和编码的有效数(作为整数)分开后,对于 64 位二进制浮点:

  • 如果编码的指数是它的最大值 (2047) 并且编码的有效位不为零,则该值为 NaN。有效位中有关于 NaN 是否是信令的附加信息以及其他用户或实现定义的信息。
  • 如果编码的指数是它的最大值并且编码的有效数为零,则该值是无穷大(+ 或 - 根据符号)。
  • 如果编码指数为零,则隐含位为零,实际有效位是编码有效位乘以 2 –52,实际指数是 1 减去偏差 (1023)(即 –1022)。
  • 否则,隐含位为 1,实际有效位是编码后的有效位先乘以 2 –52然后加 1,实际指数是编码指数减去偏差 (1023)。

(如果您想使用整数并且没有分数作为有效数,您可以省略乘以 2 –52并将 –52 添加到指数。在最后一种情况下,有效数被添加到 2 52而不是 1 .)

有一种替代方法可以避免BitConverter和 IEEE-754 编码。如果您可以frexp从 C# 调用例程,它将以数学方式返回分数和指数,而不是作为编码。首先,分别处理零、无穷大和 NaN。然后使用:

int exponent;
double fraction = frexp(value, &exponent);

这将设置fraction为幅度在 [½, 1) 中的值,并且exponent使得fraction•2exponent等于value。(请注意,它fraction仍然有符号;您可能希望将其分开并使用绝对值。)

此时,您可以fraction根据需要进行缩放(并exponent进行相应调整)。要将其缩放为奇整数,您可以将其重复乘以 2,直到它没有小数部分。

于 2013-07-24T13:58:23.843 回答