Python的Unity浮點數轉整數實現

一、算法原理

Unity遊戲引擎中使用浮點數進行計算，但在很多情況下，比如將浮點數用於網絡傳輸、序列化、存儲和不同平台之間的通信時，往往需要將浮點數轉換成整數。本文介紹一種將Unity浮點數轉換成整數的算法。對於一個32位的浮點數，可以將它轉化為一個32位的整數，取符號位，指數位和尾數位，然後將符號位，指數位和尾數位拼接到一起組成一個整數，可以使用移位操作和位運算來實現拼接。

def float_to_int(f: float) -> int:
    bits = struct.unpack('>i', struct.pack('>f', f))[0]   # 將浮點數f轉換成32位二進制形式
    sign = (bits >> 31) & 1   # 取符號位
    exponent = ((bits >> 23) & 0xff) - 127   # 取指數位
    mantissa = bits & 0x7fffff   # 取尾數位
    if exponent > 23:
        mantissa <>= (23 - exponent)   # 如果指數位小於等於23，將尾數右移
    return (sign << 31) | mantissa   # 返迴轉換後得到的32位整數

二、算法分析

該算法是將浮點數的二進制表達式按位轉換成整數，由於float類型的32位存儲空間中符號位佔1位，指數位佔8位，尾數位佔23位，因此將浮點數按位拆分，並按照最高位為符號位、中間8位是指數位、最後的低23為是尾數位的順序進行拼接，拼接後的整數即為轉換後的結果。需要注意的是當指數位大於23時，需要將尾數左移，當指數位小於等於23時，需要將尾數右移。由於該算法只涉及到移位和位運算操作，因此效率很高。

三、應用場景

該算法可以應用於一個整數列表的比較排序，將浮點數進行轉換後，可以用任何整數排序算法對這些整數進行排序。還可以用於將浮點數序列轉換成整數序列的哈希函數，這樣可以用哈希表來處理浮點數。另外，在棋類遊戲中，浮點數可以用來表示評估函數的值，將其轉換成整數後，可以作為博弈樹搜索算法的傳遞信息之一。

四、實例分析

在Unity遊戲中，往往需要將人物的坐標和方向等屬性值發送給網絡服務器，為了節省帶寬和提高通信效率，往往需要將浮點數轉換成整數進行傳輸。例如，如果一個坐標需要傳輸到服務器，那麼可以將坐標x、y、z分別轉換成3個整數，通過網絡發送到服務器，服務器再將這3個整數轉換成浮點數，從而得到最初的坐標。以下是一個示例代碼：

x, y, z = 1.5, 2.5, 3.5   # 浮點數坐標
ix, iy, iz = float_to_int(x), float_to_int(y), float_to_int(z)   # 轉換成整數坐標
# 發送整數坐標到服務器
send_int_coordinates(ix, iy, iz)

五、總結

本文介紹了一種將Unity浮點數轉換成整數的算法，該算法是將浮點數的二進制表達式按位轉換成整數，然後將符號位、指數位和尾數位拼接到一起組成一個整數。該算法適用於數字範圍較小的浮點數，並且只涉及到移位和位運算操作，因此效率很高，可以廣泛應用於數字處理和通信領域。