如何将C风格二进制浮点数组读入Java？

Question

我有一个二进制文件，里面存储了8字节的浮点数（双精度浮点数）。当我用下面的代码在Python中读取这个文件时：

import array
d = array.array('d')
d.fromfile(open("foo", mode="rb"), 10)
print d

我得到的结果和用Java在同一个文件上运行的代码得到的结果不一样：

DataInputStream is;

try {
    is = new DataInputStream(new FileInputStream(FILE_NAME));

    int n = 0;

    while(n < 10) {
        System.out.println(is.readDouble());
        n++;
    }

    is.close();

} catch (FileNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

我哪里出错了呢？

以下是示例输出：

Java：

-6.519670308091451E91
-6.723367689137016E91
0.0
-6.519664091503568E91
1.2029778888642203E-19
1.2029778888642203E-19
1.2028455399662426E-19
-1.1421078747242632E217
2.2734939098318505E236
-3.494281168153119E125

Python：

array('d', [-1.504936576164858e-36, -5.878658489696332e-39, 0.0, -5.878658478748688e-39, 5.878658495170291e-39, 5.878658495170291e-39, -5.878655692573363e-39, -5.87865851296011e-39, 4.79728723e-315, 1.546036714e-314])

这是我用来生成数据的C程序：

#include <stdio.h>

double test_data[10] = {
    -1.504936576164858e-36, 
    -5.878658489696332e-39, 
    0.0, 
    -5.878658478748688e-39, 
    5.878658495170291e-39, 
    .878658495170291e-39, 
    -5.878655692573363e-39, 
    -5.87865851296011e-39, 
    4.79728723e-315, 
    1.546036714e-314
};

int main() {
    FILE * fp;
    fp = fopen("foo", "wb");
    if(fp != NULL) {
        fwrite(test_data, sizeof(double), 10, fp);
        fclose(fp);
    }
    return 0;
}

Answer 1

Java在读取doubles时是按照大端格式来处理的，而你的数据可能是小端格式。要在Java中读取小端格式的双精度浮点数，你可以使用：

double d = Double.longBitsToDouble(Long.reverseBytes(is.readLong()));

这个方法会从文件中读取八个字节，把字节的顺序从一种格式转换成另一种格式，然后再把这个值转换成double类型。

Answer 2

Java的 DataInputStream 总是把数据当作大端格式来处理。你可以用Python的 struct 模块 来查看这个，结合你的示例数据：

>>> s = struct.pack("<d", -1.504936576164858e-36)
>>> s
'\xd3\x00\x00\xb9\xd3\x00\x80\xb8'
>>> struct.unpack("<d", s)
(-1.504936576164858e-36,)
>>> struct.unpack(">d", s)
(-6.519670308091451e+91,)

你需要弄清楚的问题是，你看到的数据是以小端格式还是大端格式存储的，然后正确地理解它。