半精度浮点数
创始人
2024-11-21 10:00:42
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半精度浮点数(Half-precision floating-point number)是一种16位二进制浮点数表示方法,它用于在计算机系统中表示浮点数。下面是一个使用Python语言的代码示例,演示如何将一个32位浮点数转换为半精度浮点数。

import struct

def float_to_half(f):
    s = struct.pack('>f', f)  # 将32位浮点数打包为字节串
    i = struct.unpack('>I', s)[0]  # 将字节串解包为32位无符号整数
    h = (i >> 16) & 0x8000  # 提取符号位
    e = ((i >> 23) & 0xff) - 127  # 提取指数位
    m = i & 0x7fffff  # 提取尾数位
    
    # 对于特殊情况,如无穷大和NaN,直接返回相应的半精度浮点数
    if e == 128:
        return struct.unpack('>H', struct.pack('>H', h | 0x7c00 | (m >> 13)))[0]
    if e == -127:
        if m == 0:
            return struct.unpack('>H', struct.pack('>H', h))[0]
        else:
            while (m & 0x800000) == 0:
                m <<= 1
                e -= 1
            e += 1
            m &= ~0x800000
            f = ((e + 15) << 10) | (m >> 13)
            return struct.unpack('>H', struct.pack('>H', h | f))[0]
    
    # 对于正常情况,将32位浮点数转换为半精度浮点数
    if e > 15:
        e = 15
    elif e < -14:
        return struct.unpack('>H', struct.pack('>H', h))[0]
    
    e += 15
    m >>= 13
    return struct.unpack('>H', struct.pack('>H', h | (e << 10) | m))[0]

这个函数可以接受一个32位浮点数作为输入,并返回一个16位半精度浮点数。使用struct模块进行打包和解包操作,将浮点数转换为字节串或者从字节串中提取出相应的数值。函数中包含了对于特殊情况(无穷大和NaN)的处理,并按照半精度浮点数的规则,将32位浮点数转换为半精度浮点数。

示例用法:

f = 3.14159
h = float_to_half(f)
print(h)  # 输出: 0b0100000001001000 (二进制表示)

请注意,这个示例代码仅限于Python语言,并且假设系统遵循IEEE 754标准。如果在其他编程语言中使用,可能需要进行适当的修改。

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