获取和操纵浮点数的位模式作为整数

Question

在Python 2.5中，我有一个浮点数，我想把它的位模式当成整数来获取和操作。

比如说，我有

x = 173.3125

在IEEE 754格式中，x的位模式用十六进制表示是432D5000。

我该如何获取这个位模式并进行操作（比如说，进行位运算）呢？

Answer 1

使用 struct 或 xdrlib 模块：

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

现在你可以处理 numeric（数字），然后再反向操作，把你的浮点数拿回来。你需要使用 >I（无符号整数）来避免得到负数。 xdrlib 的用法也差不多。

参考资料：struct，xdrlib。

Answer 2

问题在于，Python中的浮点数（float）可能并不是按照IEEE 754标准来表示的，因为它实际上是一个对象（虽然它们确实是对象，但内部可能使用更方便的表示方式）...

正如leo所说，你可以使用ctypes进行类型转换，这样你就可以强制使用特定的表示方式（在这个例子中是单精度）：

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

然后再转换回来：

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

Answer 3

你可以通过使用 struct 模块来获取你想要的字符串（这通常意味着使用大端格式，32位表示；而在Python内部，浮点数使用的是本机字节序和64位）。

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

不过，这样做还不能让你进行位运算，但你可以再用 struct 把这个字符串转换成一个整数：

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

现在你就得到了一个 int，可以用来进行各种位运算（如果在这些操作后你需要再次得到一个 float，只需反向执行前面那两步）。