Convertir Float a BigInt (también conocido como Portable Way de obtener exponentes binarios y Mantissa)

Question

En C ++, tengo una clase Bigint que puede contener un entero de tamaño arbitrario.

Me gustaría convertir grandes flotantes o números dobles en Bigint. Tengo un método de trabajo, pero es un poco hack. Utilicé la especificación de número IEEE 754 para obtener el signo binario, la mantissa y el exponente del número de entrada.

Aquí está el código (se ignora aquí, eso no es importante):

 float input = 77e12;
 bigint result;

 // extract sign, exponent and mantissa, 
 // according to IEEE 754 single precision number format
 unsigned int *raw = reinterpret_cast<unsigned int *>(&input); 
 unsigned int sign = *raw >> 31;
 unsigned int exponent = (*raw >> 23) & 0xFF;
 unsigned int mantissa = *raw & 0x7FFFFF;

 // the 24th bit is always 1.
 result = mantissa + 0x800000;

 // use the binary exponent to shift the result left or right
 int shift = (23 - exponent + 127);
 if (shift > 0) result >>= shift; else result <<= -shift;

 cout << input << " " << result << endl;

Funciona, pero es bastante feo, y no sé qué tan portátil es. ¿Hay una mejor manera de hacer esto? ¿Hay una forma menos fea y portátil de extraer la mantissa binaria y el exponente de un flotador o doble?

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Gracias por las respuestas. Para la posteridad, aquí hay una solución que usa FREXP. Es menos eficiente debido al bucle, pero funciona para Float y Doble por igual, no usa reinterpret_cast o depende de ningún conocimiento de las representaciones de números de puntos flotantes.

float input = 77e12;
bigint result;

int exponent;
double fraction = frexp (input, &exponent);
result = 0;
exponent--;
for (; exponent > 0; --exponent)
{
    fraction *= 2;
    if (fraction >= 1)
    {
        result += 1;
        fraction -= 1;
    }
    result <<= 1;
}   

Answer 1

¿No puedes extraer normalmente los valores usando frexp (), frexpf (), frexpl ()?

Answer 2

¡Me gusta tu solución! Me consiguió en el camino correcto.

Sin embargo, recomendaría una cosa: ¿por qué no obtener un montón de bits a la vez y casi siempre eliminar cualquier bucle? Implementé una función flotante a bigint como esta:

template<typename F>
explicit inline bigint(F f, typename std::enable_if<(std::is_floating_point<F>::value)>::type* enable = nullptr) {
    int exp;
    F fraction = frexp(fabs(f),&exp);
    F chunk = floor(fraction *= float_pow_2<F,ulong_bit_count>::value);
    *this = ulong(chunk); // will never overflow; frexp() is guaranteed < 1
    exp -= ulong_bit_count;
    while (sizeof(F) > sizeof(ulong) && (fraction -= chunk)) // this is very unlikely
    {
        chunk = floor(fraction *= float_pow_2<F,ulong_bit_count>::value);
        *this <<= ulong_bit_count;
        (*this).data[0] = ulong(chunk);
        exp -= ulong_bit_count;
    }
    *this <<= exp;
    sign = f < 0;
}

(Por cierto, no sé de una manera fácil de poner constantes de potencia de dos puntos flotantes, así que definí Float_Pow_2 de la siguiente manera):

template<typename F, unsigned Exp, bool Overflow = (Exp >= sizeof(unsigned))>
struct float_pow_2 {
    static constexpr F value = 1u << Exp;
};
template<typename F, unsigned Exp>
struct float_pow_2<F,Exp,true> {
    static constexpr F half = float_pow_2<F,Exp/2>::value;
    static constexpr F value = half * half * (Exp & 1 ? 2 : 1);
};

Answer 3

Si el flotador siempre contiene un valor integral, simplemente colóquelo a int: float_to_int = (unsigned long) entrada.

Por cierto, 77e12 desborda un flotador. Un doble lo sostendrá, pero luego necesitará este elenco: (sin firmar largo) entrada).