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コンピューター初心者です。
Pythonで、IEEE単精度実数形式を10進数へ変換するプログラムコードが欲しいのですが
(例えば、00111110011000101000111101011100 を
 ⇒ 0.2212499976158142 と変換したい)

参考となるコードやモジュールなどありますでしょうか?
教えて下さい。

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  • struct パッケージはどうでしょうか。import struct として、struct.unpack('f', struct.pack('i', 0b00111110011000101000111101011100))[0]
    – user39889
    2018年7月23日 9:52
  • ありがとうございます! 変換できました。
    – Nao5 Nao5
    2018年7月24日 2:12

1 件の回答 1

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IEEE単精度実数形式の定義に従えば、文字列で表示されている場合、符号ビット: 1ビット、指数部の幅: 8ビット、仮数部の幅: 23ビットとなっているので、次のように計算できます。ただし指数部が、0000000011111111の場合は除きます。(参考 Wikipedia 単精度浮動小数点数

s = '00111110011000101000111101011100'
(-1)**int(s[0:1],2) * int('1'+s[9:],2)/2**23 * 2**(int(s[1:9],2)-127)

現実には、コメントにあるようにバイト列に変換してstructパッケージを使うのが便利です。

import struct
s = '00111110011000101000111101011100'
struct.unpack('f', int(s,2).to_bytes(4,'little'))[0]

structパッケージを使う場合、自動的にバイト列に変換されるので意識することはあまりないかもしれませんが、直接メモリーやバイナリーファイルを扱うときや他のマシンとのバイナリーファイルを交換する場合には、エンディアンのことも知っておいた方がいいと思います。普通のPCでstruct.packを使ってバイト列に変換すると以下のようになっていると思います。

>>> struct.pack('i', 0b00111110011000101000111101011100)
b'\\\x8fb>'
>>> import binascii
>>> binascii.hexlify(struct.pack('i', 0b00111110011000101000111101011100))
b'5c8f623e'

今回の質問にある00111110011000101000111101011100Ox3e628f5cなので逆順になっています。単精度実数形式のように1バイトよりも大きいものを扱う時にどのような順番で並べるか(バイトオーダー)に2種類の方式があって、b'\x5c\x8f\x62\x3e'と下位側から並べるのを「リトルエンディアン」と呼びます。上位側からb'\x3e\x62\x8f\x5c'`に並べるのを「ビッグエンディアン」と呼びます。IntelのCPUはリトルエンディアンを採用しているので、上のようになります。

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  • 丁寧なご説明、どうもありがとうございます! エンディアンのことがいまいち分かっていなかったのですが、とても勉強になりました。
    – Nao5 Nao5
    2018年7月25日 6:36

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