大多数语言都提供从float到double的转换，比如C语言，你可以直接通过一个赋值语句来实现把一个float的数字转成 double。而某些蛋疼的语言里面，对二进制的支持实在是少的可怜，我们还是不得不处理这样蛋疼的问题。
MQL4 这种语言大家可能没有这么听说过，是一种写金融交易策略的语言。我的一个同事在用这种语言写策略的时候，遇到了一个问题，要从网络中接收float的二进制数据，然后进行计算，而这种语言只支持double，没有float的。于是，我这个救火队员上马了。
说句实话，我非常喜欢这样蛋疼的问题。当然，对二进制，底层非常熟悉的人，这基本上不是问题。而我工作了这样多年，说句实话，我还真不知道 float 和 double的内部是什么样的一个结构。于是我查找了很多资料，终于基本上搞懂了浮点数，于是我准备把我所学的写成博客，方便后面的人查看资料。首先就从我解决的这个问题开始吧。
面对一个问题，首先就要从了解“敌人”开始。我首先要知道 float 和 double 是怎么表示一个数字的。有了这些知识，我想就能有办法把一个float转成 double。
幸好有google。我找到了著名的 阮一峰 老师的一篇博客。详细的可以看老师的博客：浮点数的二进制表示
简单的说，一个浮点数，不管是 float 和 double 由三部分组成。
1. 符号
2. 小数点的位置
3. 有效数字
这符合我们的常识认识，一个小数就是由这三部分组成的。小数点的位置，有时候可以用“科学计数法”来表示，而有效数字可以简单的认为是一个整数，根据IEEE 754的标准，在一个 float 4个字节，32个位中，这是三个部分分配如下：
（图片来自 阮一峰 的博客）
符号位是1位，还有 8 位表示 小数点的位置，后面的表示有效数字。为了证明一下，上面结构的数字是 0.15625，我用PHP写可一段脚本来验证了一下：
C:\Users\cykzl>php -a
Interactive mode enabled
<?php
$bin = "00111110001000000000000000000000";
$dec = bindec($bin);
$float = unpack("f", pack("L", $dec));
echo $float[1];
?>
^Z
0.15625
C:\Users\cykzl>
果然没有错。那么这个数字是怎么算出来的呢？
程序员的话，当然用伪代码表示算法比较清晰:
sign = 符号 = value >> 31
e = 指数 = ((value >> 23 ) & 0xFF)
m = 有效数字 = value & 0x007FFFFF
现在指数用 小e 来表示，表示，这还不是最终的指数, 还要做分类讨论, 我把最终的值设为 E 。
同样的有效数字部分也要做处理，我们暂时认为这个部分最终的处理结果为 M
最终一个 float(sign, E, M) 用科学计数法表示出来就是
float(sign, E, M)
IF sign == 1
return - M * pow(2, E)
ELSE
return M * pow(2, E)
现在我们看到，e的范围是：0 - 255，没有办法表示负指数，这在表示一个比较小的数字的时候很有用，其实要表示负数也很简单，
减去一个中间数127，就可以表示 -127 - 128 的范围了， E = e - 127， 不过还有意外情况，下面再讨论。
m有二十三位，能表示的范围是 0 – 8388607 换算成10进制的话，基本上就是7位有效数字。所以，一个单精度浮点数能表示
的有效数是7位。怎么得到这个 M（有效数字）呢？
首先，m部分要变成一个小数，这个很简单，decimals = m / (pow(2, 24)) 这样，decimals 的范围就是(用10进制表示)
0 – 0x007FFFFF / 0x00800000 = 0 - 0.99999988079071044921875.
二进制表示就是 0 – 0.11111111111111111111111 ,
这还没有完，中学里面学的科学计数法都是下面的形式：
2.88 * 10 ^ –2
小数点前面还要一位。这十进制，小数点前一位有10种可能性，可是这二进制只有两种可能性，这样的话，能不能
通过一个规则，不显式表示这一位，这样可以节约一位，这就是IEEE 754 的精华部分。
根据IEEE 754的规则是这样的：
e = 0 时 E = 1 – 127 = -126， M = 0 + decimals = decimals ， 我们简单的记为 0.m
e > 0 时 E = e – 127, M = 1 + decimals ， 我们简单的记为 1.m
至于e = 0 时，E 为什么不取为 0 –127 而是 1 – 127， 这是为了实现 一个平稳的过渡。简单的说，就是 e = 0 时最大的数，
和 e = 1 时最小的数要非常的接近。
e = 0时 最大的M 可以 0.99999988079071044921875 ，而最小的 e = 1 时，最小的 M = 1，这两个M是连续的（非常接近），必须保证指数是一样的时候，他们才会衔接的很好，这是IEEE 754 用的一点小技巧。
简单的说：
IF (e ==0)
E = –126
M = 0.m
return float(sign, E, M)
ELSE
E = e – 127
M = 1.m
return float(sign, E, M)
理论上这样就能计算了。不过 decimals 这个值的计算是不是有点大动干戈，采用10进制来计算：
比如：m = 10000000000000000000000 （二进制） = 0x00400000 （16进制）
变成小数就是 0x00400000 / 0x00800000 = 0.5
其实，采用二进制小数来计算有些时候更加方便（特别是手工计算的时候）。二进制小数可以直接这样计算
0.10000000000000000000000 = 1 * 2^-1 = 0.5
0.11000000000000000000000 = 1 * 2^-1 + 1 * 2^-2 = 0.5 + 0.25 = 0.75
好，我们就计算一下上图中的那个小数吧
sign = 0
e = 124
m = 010000000000000000000000 (二进制)
0.m = 0.010000000000000000000000（二进制） = 0.25 (十进制的小数)
E = 124 – 127 = –3
M = 1 + 0.m = 1.25
float(0, –3, 1.25) = 1.25 * 2^-3 = 1.25 / 8 = 0.15625
好了，这样就计算出来了。
至于double 规则全部一样，但是精度不一样:
sign 还是一位
e 11 位，能表示 0 - 2047， 中间数是 1023
m 52 位, double 表示10进制的精度可以到达15位有效数字
从float 到 double 的转换：
一个数字，不管是float 还是 double 。肯定都有一样的 sign E M
但是 sign e m 这三个的表示可能有所不同。
可以发现，sign肯定是相同的。
e 和 m 可能不同。
float 的e 我们记为 ef
double 的e 我们记为 ed
这样 ef – 127 = ed – 1023
ed = ef – 127 + 1023
m 从二进制上看更加直观, 他们表示的都是一个二进制的小数，所以，应该完全一致，才能表示出一样的M
利用上面的算法，我表示一下上图中的float 到double
0 01111111100 0100000000000000000000000000000000000000000000000000
如果你熟悉位运算，那么答案就呼之欲出了：
基本思路： 设置符号位，设置新的e，设置有效数字
考虑到一些语言没有 float 也 没有int64 ，完全就用int 来表示这个过程。
int buffer[2];
int sign = value >> 31;
int M = value & 0x007FFFFF;
int e = ((value >> 23 ) & 0xFF) - 127 + 1023;
//小尾的机器
buffer[1] = ((sign & 1) << 31) | ((e & 0x7FF) << 20) | (M >> 3);
buffer[0] = (M & 0x7) << 29;
//大尾的机器
buffer[0] = ((sign & 1) << 31) | ((e & 0x7FF) << 20) | (M >> 3);
buffer[1] = (M & 0x7) << 29;
最后一步是把 buffer, 拷贝到一个 double的空间里面去，你会惊奇的发现，这个double 和 float表示的数字完全一致。
下面是一个MQL4 的完整实现：
double unpack_float(int &pack[], int pos)
{
int value = unpack_int(pack, pos);
int buffer[2];
double d[1];
int sign = value >> 31;
int M = value & 0x007FFFFF;
int e = ((value >> 23 ) & 0xFF) - 127 + 1023;
buffer[1] = ((sign & 1) << 31) | ((e & 0x7FF) << 20) | (M >> 3);
buffer[0] = (M & 0x7) << 29;
memcpy(pd(d), pi(buffer), 8);
return (d[0]);
}
这门蛋疼的语言，没有char[], 所以，你会发现用了一个int[]
unpack_int 是unpack出一个int的表示
pd 取出 double 数组的指针（只有数组可以取地址，所以不得不用了一个 double[1], 来表示一个double）
pi 取出 int 数组的指针