.NET 11 は double を hex にビット単位で往復変換できます

.NET 11 Preview 4 のライブラリ ノートには、必要になる日まではニッチに聞こえる機能が含まれていました。double、float、Half を IEEE-754 の16進数形式で書き出し、また読み戻せるようになったのです。これは C や C++ が printf("%a", ...) で出力するのと同じ表記で、値のすべてのビットをテキストに直接さらします。

X 指定子は以前 double で例外をスローしていました

これまで書式文字列 "X" は整数専用でした。浮動小数点値に対して呼び出すと、FormatException が返ってきました。

double value = Math.PI;
string hex = value.ToString("X"); // .NET 10: throws FormatException

.NET 11 からは、同じ呼び出しが float の hex 表現を返します。

using System.Globalization;

double value = Math.PI;

string hex = value.ToString("X"); // "0X1.921FB54442D18P+1"
double round = double.Parse(hex, NumberStyles.HexFloat);

Console.WriteLine(round == value); // True, exact round-trip

新しいフラグ NumberStyles.HexFloat が、Parse と TryParse にその形式を読み戻すよう指示します。先頭の 0X1. は仮数部で、P+1 は2進指数なので、見ているのは10進近似ではなく、ビット配置そのものです。

10進の往復変換はすでに機能していたのに、なぜ必要なのか

ここは正確に述べる価値があります。.NET Core 3.0 以降、最短の往復可能なフォーマッターは double.Parse(value.ToString()) がまったく同じ double を返すことを保証しています。つまり hex は10進往復変換の正しさのバグを修正するものではありません。

hex がもたらすのは透明性と相互運用性です。double の10進テキストは値によって形が変わり、どのビットが立っているかについては不透明です。hex 形式は正規です。異なる double はそれぞれ単一の hex 文字列に対応し、その文字列はプラットフォームや言語をまたいでバイト単位で比較できます。参照ファイルを使ったテストで期待値を固定している場合、末尾の小数点1桁の1文字のずれは実際に頭痛の種になります。hex は比較を正確かつ明白にします。

どこで役立つか

最も明確な利点は言語間の相互運用性です。%a で float をログ出力するネイティブ ライブラリや、C++ コードベースと共有する数値テスト スイートは、.NET がいまや直接取り込める hex を生成します。

// From a C++ component that printed with %a
string fromNative = "0X1.5BF0A8B145769P+1"; // ~2.718281828...
double e = double.Parse(fromNative, NumberStyles.HexFloat);

Half と float も同じ扱いを受けるため、ML パイプラインや GPU バッファーから出てくる半精度の値も、10進テキストを経由する損失のあるホップなしで往復できます。Preview 4 SDK を入手し、net11.0 をターゲットにすれば、次にテスト フィクスチャやデバッグ ダンプ用に float をシリアライズする必要があるとき、BitConverter.DoubleToInt64Bits で手作業の小細工をする代わりに "X" を使えます。