Я хочу преобразовать двоичное число в число с плавающей запятой. Вот пример возможности:
>>> float(-0b1110)
дает правильный результат:
-14.0
К сожалению, я работаю с двоичными строками, т.е. мне нужно что-то вроде float('-0b1110').
Однако это не работает:
>>> float('-0b1110')
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: invalid literal for float(): -0b1110
Я попытался использовать binascii.a2b_qp(string[, header]), который преобразует блок данных с кавычками в двоичный файл и возвращает двоичные данные. Но в итоге я получаю ту же ошибку:
>>> float(binascii.a2b_qp('-0b1110'))
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: invalid literal for float(): -0b1110
Я понимаю случаи, когда выходной номер является целым числом, но что, если я хочу получить номер 12.546? Что бы вызовет функция для двоичной строки, которая выглядит так?
Другой вариант - сделать
from ast import literal_eval
float_str = "-0b101010101"
result = float(literal_eval(float_str))
В отличие от встроенного "eval", literal_eval безопасен для работы даже на входах пользователя, поскольку он может анализировать только литералы Python - и не будет выполнять выражения, что означает, что он также не будет вызывать функции.
В одном из ваших комментариев вы указали, что двоичное число представляет собой число с плавающей запятой в формате IEEE 754 binary64 длиной 8 байтов. Однако это не согласуется со значением -0b1110 вы показали в качестве примера, поэтому я проигнорировал его и использовал свое собственное значение в правильном формате в качестве входных данных для тестирования ответа, показанного ниже.
По сути, сначала выполняется преобразование двоичной строки в целочисленное значение, а затем в строку необработанных байтов, которая передается в struct.unpack() для окончательного преобразования в значение с плавающей запятой. Функция bin_to_float() показанная ниже, управляет процессом. Хотя это и не показано, аргументы двоичной входной строки могут иметь префикс '0b'.
from codecs import decode
import struct
def bin_to_float(b):
""" Convert binary string to a float. """
bf = int_to_bytes(int(b, 2), 8) # 8 bytes needed for IEEE 754 binary64.
return struct.unpack('>d', bf)[0]
def int_to_bytes(n, length): # Helper function
""" Int/long to byte string.
Python 3.2+ has a built-in int.to_bytes() method that could be used
instead, but the following works in earlier versions including 2.x.
"""
return decode('%%0%dx' % (length << 1) % n, 'hex')[-length:]
def float_to_bin(value): # For testing.
""" Convert float to 64-bit binary string. """
[d] = struct.unpack(">Q", struct.pack(">d", value))
return '{:064b}'.format(d)
if __name__ == '__main__':
for f in 0.0, 1.0, -14.0, 12.546, 3.141593:
print('Test value: %f' % f)
binary = float_to_bin(f)
print(' float_to_bin: %r' % binary)
floating_point = bin_to_float(binary) # Round trip.
print(' bin_to_float: %f\n' % floating_point)
Выход:
Test value: 0.000000
float_to_bin: '0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000'
bin_to_float: 0.000000
Test value: 1.000000
float_to_bin: '0011111111110000000000000000000000000000000000000000000000000000'
bin_to_float: 1.000000
Test value: -14.000000
float_to_bin: '1100000000101100000000000000000000000000000000000000000000000000'
bin_to_float: -14.000000
Test value: 12.546000
float_to_bin: '0100000000101001000101111000110101001111110111110011101101100100'
bin_to_float: 12.546000
Test value: 3.141593
float_to_bin: '0100000000001001001000011111101110000010110000101011110101111111'
bin_to_float: 3.141593
float(int('-0b1110',0))
Это работает для меня.
Если у вас есть 64-битная строка, которая представляет число с плавающей запятой, а не целое число, вы можете сделать трехэтапное преобразование - первый шаг превращает строку в целое число, второе преобразует ее в 8-байтовый строка, а третий повторяет эти биты как float.
>>> import struct
>>> s = '0b0100000000101001000101111000110101001111110111110011101101100100'
>>> q = int(s, 0)
>>> b8 = struct.pack('Q', q)
>>> struct.unpack('d', b8)[0]
12.546
Конечно, вы можете объединить все эти шаги в одну строку.
>>> s2 = '0b1100000000101100000000000000000000000000000000000000000000000000'
>>> struct.unpack('d', struct.pack('Q', int(s2, 0)))[0]
-14.0
Это работает для меня. Протестировано с помощью Python3.4:
def float_to_bin(num):
return bin(struct.unpack('!I', struct.pack('!f', num))[0])[2:].zfill(32)
def bin_to_float(binary):
return struct.unpack('!f',struct.pack('!I', int(binary, 2)))[0]
float_to_bin(bin_to_float(float_to_bin(123.123))) == float_to_bin(123.123)
>>> True
Вы можете использовать eval (''), а затем при необходимости использовать его как float. Пример:
>> eval('-0b1110')
-14
>> float(eval('-0b1110'))
-14.0
Вы можете преобразовать двоичное число в строковой форме в int, установив базу на 2 во встроенную функцию int([x[, base]]), однако сначала нужно избавиться от 0b. Затем вы можете передать результат в float(), чтобы получить окончательный результат:
>>> s = '-0b1110'
>>> float(int(s.replace('0b', ''), 2))
-14.0
edit: Очевидно, что избавление от 0b необходимо только на Python 2.5 и ниже, ответ Mark работает отлично для меня на Python 2.6, но вот что я вижу на Python 2.5:
>>> int('-0b1110', 2)
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: invalid literal for int() with base 2: '-0b1110'