在C++中将双精度类型转换为二进制

Question

我有一个任务是使用 NIST-800-22 在 C++ 中测试各种伪随机数生成器。 NIST 测试套件要求我转换生成的数字并以二进制格式存储它们，对于整数来说这并不难。生成器仅生成双精度类型数字会出现问题。

我知道 double 类型按照 IEEE 754 标准存储为浮点数，但我真的不知道如何将其转换为二进制。 ChatGPT向我建议了一些解决方案，但是转换后的数字看起来像这样 0011111111100100001010110110010110100000000000000000000000000000，它看起来不是随机的，我认为它对存储的数据干扰太多。

我的问题是，有没有办法读取原始生成的二进制数据，或者如何获取它？

Code Chat 建议我使用：

std::string doubleToBinary(double num) {
    uint64_t rawBits;
    std::memcpy(&rawBits, &num, sizeof(double));
    std::bitset<64> binary(rawBits);
    return binary.to_string();
}

Answer 1

仅当

std::string doubleToBinary(double num)

完全等于

sizeof(uint64_t)

时，

sizeof(double)

函数才会起作用。 对于大多数系统来说都是如此，但对于任何系统来说不一定如此。要检查给定系统是否确实如此，请参阅Stack Overflow：确保 C++ 双精度数为 64 位。

• 如果

  sizeof(uint64_t) is < 

  sizeof(double)

  , then 

  memcpy()

  will copy more bytes than

  rawBits` 可以容纳，从而损坏你的堆栈。

• 如果

  sizeof(uint64_t) is > 

  sizeof(double)

  , then 

  memcpy()

  will only fill part of

  rawBits

  , and the remaining part will be garbage, which means that anything you do with 

  rawBits`之后将是错误的。

我要做的是声明一个

byte[sizeof(double)]

数组（其中

byte

也称为

uint8_t

），并且我会将

memcpy()

从

double

的地址放入数组中

byte

。据我所知，这是“以二进制格式存储的数字”。

我最终会将

byte

的数组转换为

std::string

，如果NIST需要这样的转换，但我不知道它是否是这样，即使是这样，我也不知道这个字符串应该是什么格式拥有。