Konvertierung verschiedener Datentypen in ANSI C/C++

1. Konvertierung Float → Integer (explicit cast)

Zwei Variablen vom Typ float und int sind gegeben. Der int Variable soll der entsprechende Wert der float Variablen zugewiesen werden:

float  f = 1.0f;
int    i = 0;
// Explicit cast a float to integer
i = (float) f;
// Result: i == 1

Der folgende Disassembly Code zeigt das Beispiel nach der Compilerung:

004119BA  fld         dword ptr [f]
004119BD  call        @ILT+390(__ftol2_sse) (41118Bh)
004119C2  mov         dword ptr [i],eax 

Ergebnis:

• Das Konvertieren von float nach int erfolgt durch Aufruf einer speziellen Funktion (__ftol2_sse), wenn vorhanden via SEE2.
• Das Datenwort muss umgewandelt werden, der Code ist plattformunabhängig.
• Der float Wert wird nicht gerundet, Nachkommastellen werden abgeschnitten.
• Die Wertebereiche von float und int sind sehr unterschiedlich, so dass es zu Ungenauigkeiten kommen kann!

Beispiel für ein Genauigkeitsproblem:

f = 1e10;        // The number is too large for a 32-bit integer
i = (int)   f;
f = (float) i;
// Result: f == -2.1474836e+009
//         i == -2147483648

 

 

2. Reinterpretierung Float → Integer (reinterpret cast)

Zwei Variablen vom Typ float und int sind gegeben. Der int Variable soll der Wert aus dem Speicherplatz der float Variablen zugewiesen werden:

float  f = 1.0f;
int    i = 0;
// Reinterpret float as integer via pointer
i = *((int*) &f);
// Result: i == 0x3f800000 (Plattform mit 32-bit float und 32-bit integer)

Der folgende Disassembly Code zeigt das Beispiel nach der Compilerung:

// Compiled Result (disassembly):
004119C5  mov         eax,dword ptr [f] 
004119C8  mov         dword ptr [i],eax 

Ergebnis:

• Nur wenige und sehr simple Assembler-Anweisungen benötigt.
• Simples Kopieren eines Wortes ohne Konvertierung des Datentyps, sehr schnelle Operation.
• Code ist plattformabhängig und der int Wert entspricht nicht dem float Wert.

 

Andere Möglichkeit mittels Union:

// Reinterpret float as integer via union
union 
{
  float f;
  int   i;
} u;
u.f = f;
i   = u.i; 

Disassembly:

0041723B  fld         dword ptr [f] 
0041723E  fstp        dword ptr [u]  
00417241  mov         eax,dword ptr [u] 
00417244  mov         dword ptr [i],eax

• Vorteil: Bessere Lesbarkeit
• Union erlaubt den Zugriff auf einen Speicherbereich über unterschiedliche Typen

 

 

3. Konvertierung Integer → Float (explicit cast)

Zwei Variablen vom Typ float und int sind gegeben. Der float Variable soll der entsprechende Wert der int Variablen zugewiesen werden:

float  f = 0.0f;
int    i = 1;
f = (float) i;
// Result: f == 1.0f

Ergebnis:

• Der Wertebereich ist nicht identisch: Die float Zahl hat typischerweise nur 24-Bit für die Mantisse, durch die Konvertierung kann Genauigkeit verloren gehen.
• Daher geben viele Compiler an dieser Stelle eine Warnung aus!

Beispiel für ein Genauigkeitsproblem:

float  f = 0.0f;
int    i = 111111111111;    // = 0x423a35c7 (the number is too large for a 24-bit float mantissa)
f = (float) i;
i = (int) f;
// Result: f == 1.1111112e+009
//         i == 1111111168  // = 0x423a3600