推荐的缓冲区大小

Question

当我将无符号8位int转换为string时，我知道结果总是最多3个字符（对于255），对于带符号的8位int，我们需要4个字符，例如： “-128”。

现在我真正想知道的是浮点值是一回事。将任何“double”或“float”值表示为字符串所需的最大字符数是多少？

假设一个普通的C / C ++ double（IEEE 754）和正常的十进制扩展（即没有％e printf格式化）。

我甚至不确定真正的小数字（即0.234234）是否会长于真正庞大的数字（代表整数的双数）？

Answer 1

C中的标准头<float.h>或C ++中的<cfloat>包含几个与浮点类型的范围和其他度量相关的常量。其中一个是DBL_MAX_10_EXP，是表示所有double值所需的最大10次幂指数。由于1eN需要N+1个数字来表示，并且可能还有一个负号，所以答案是

int max_digits = DBL_MAX_10_EXP + 2;

这假设指数大于表示最大可能尾数值所需的位数;否则，还会有一个小数点后跟更多数字。

<强> CORRECTION

最长的数字实际上是最小的可表示的负数：它需要足够的数字来覆盖指数和尾数。此值为-pow(2, DBL_MIN_EXP - DBL_MANT_DIG)，其中DBL_MIN_EXP为负数。很容易看到（并通过归纳证明）-pow(2,-N)需要3+N个字符用于非科学十进制表示（"-0."，后跟N个数字）。所以答案是

int max_digits = 3 + DBL_MANT_DIG - DBL_MIN_EXP

对于64位IEEE双，我们有

DBL_MANT_DIG = 53
DBL_MIN_EXP = -1023
max_digits = 3 + 53 - (-1023) = 1079

Answer 2

根据 IEEE 754-1985 ，由double类型表示的值的最长表示法，即：

-2.2250738585072020E-308

24个字符。

Answer 3

您可以使用snprintf()来检查所需的字符数。 snprintf()返回打印传递给它的内容所需的字符数。

/* NOT TESTED */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void) {
    char dummy[1];
    double value = 42.000042; /* or anything else */
    int siz;
    char *representation;
    siz = snprintf(dummy, sizeof dummy, "%f", value);
    printf("exact length needed to represent 'value' "
           "(without the '\\0' terminator) is %d.\n", siz);
    representation = malloc(siz + 1);
    if (representation) {
        sprintf(representation, "%f", value);
        /* use `representation` */
        free(representation);
    } else {
        /* no memory */
    }
    return 0;
}

注意：snprintf()是C99功能。如果C89编译器将其作为扩展名提供，则可能无法执行上述程序所期望的操作。

修改的：将指向snprintf()的链接更改为实际描述C99标准所强加的功能的链接; original link中的描述是错误的 2013：将链接更改更改为POSIX网站，我更喜欢site of the first edit。

Answer 4

第4页上的IEEE-754 Specification是比lecture notes from UC Berkely更详细的正确信息源，外加一些DIY计算。 These lecture slides也适合工程专业的学生。

最快算法

最快的打印浮点数的算法是研究论文Printing Floating-point Numbers Quickly and Accurately中详细介绍的Grisu2算法。我可以找到的最佳基准测试here。

Answer 5

通过设置精度将float / double转换为字符串时，可以控制字符串表示中的位数。然后，最大位数将等于您指定精度的std::numeric_limits<double>::max()字符串表示。

#include <iostream>
#include <limits>
#include <sstream>
#include <iomanip>

int main()
{
 double x = std::numeric_limits<double>::max();

 std::stringstream ss;
 ss << std::setprecision(10) << std::fixed << x;

 std::string double_as_string = ss.str();
 std::cout << double_as_string.length() << std::endl;
}

因此，double中精度为10的最大位数为320位。

Answer 6

取决于“代表”的含义。小数部分没有精确的浮点表示。当您转换小数部分 - ＆gt;二元分数 - ＆gt;十进制，您没有精确的十进制表示，并且在二进制表示的末尾会有噪声位。

问题不涉及从十进制开始，但所有源代码（并且必须是用户输入）都是十进制的，并且涉及可能的截断问题。在这种情况下，“确切”是什么意思？

基本上，它取决于你的浮点表示。

如果您有48位尾数，则需要大约16位十进制数字。指数可能是剩余的14位（大约5位小数）。

经验法则是位数约为十进制数的3倍。

Answer 7

1024是不够的，最小的负双值有1077个十进制数字。这是一些Java代码。

double x = Double.longBitsToDouble(0x8000000000000001L);
BigDecimal bd = new BigDecimal(x);
String s = bd.toPlainString();
System.out.println(s.length());
System.out.println(s);

以下是该计划的输出。

1077
-0.000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000004940656458412465441765687928682213723650598026143247644255856825006755072702087518652998363616359923797965646954457177309266567103559397963987747960107818781263007131903114045278458171678489821036887186360569987307230500063874091535649843873124733972731696151400317153853980741262385655911710266585566867681870395603106249319452715914924553293054565444011274801297099995419319894090804165633245247571478690147267801593552386115501348035264934720193790268107107491703332226844753335720832431936092382893458368060106011506169809753078342277318329247904982524730776375927247874656084778203734469699533647017972677717585125660551199131504891101451037862738167250955837389733598993664809941164205702637090279242767544565229087538682506419718265533447265625

Answer 8

“表示任何双值所需的字符的最大长度是多少？”

这个问题的确切答案是：8个ASCII字符 - 采用十六进制格式，不包括'0x'前缀 - 100％准确度:)（但这不仅仅是一个玩笑）

IEEE-754 double的可用精度大约为16位十进制数 - 因此不包括教育目的，长于此的表示只是浪费资源和计算能力：

当他们在屏幕上看到一个700位数字时，用户没有得到更多信息。
以“更准确”的形式存储的配置变量是无用的 - 对这样的数字的每一次操作都会破坏准确性。（不包括更改符号位）

如果有人需要更好的真实的精度，那么就有80位长的双精度，大约18位精度或f.e. libquadmath。

问候。

Answer 9

打印任何小数double值（即"%f"格式）所需的最大字符数将为-DBL_MIN的值（即-0x1p-1022，假设binary64 IEEE 754是您的double）。为此，你需要325个字符。那是：DBL_DIG + abs(DBL_MIN_10_EXP) + strlen("-0.")。这当然是因为log10(fabs(DBL_MIN))是308，也是abs(DBL_MIN_10_EXP)+1（+1是因为小数点左边的前导数字），而且是领先的数量有效数字左侧的零。

int lz;                 /* aka abs(DBL_MIN_10_EXP)+1 */
int dplaces;
int sigdig;             /* aka DBL_DECIMAL_DIG - 1 */
double dbl = -DBL_MIN;

lz = abs((int) lrint(floor(log10(fabs(dbl)))));
sigdig = lrint(ceil(DBL_MANT_DIG * log10((double) FLT_RADIX)));
dplaces = sigdig + lz - 1;
printf("f = %.*f\n", dplaces, dbl);

Answer 10

这根本不是模棱两可的答案。我正在寻找可以告诉 C＃格式说明符的内容，以便执行我正在研究的解析器。我随机生成一些测试用例，包括双精度或浮点精度常量，并且需要保留往返行程。是的，我知道这是一个“往返”。但是我还需要支持 Fixed 和 Scientific 表示法。到目前为止，我喜欢1079，但这对我来说似乎太过分了。或者至少我的“足够接近”的比较需要将这种差异纳入分析前/分析后的验证中。

Answer 11

＆＃34;为此你需要正好325个字符＆＃34;

显然（这是一个非常常见的情况）您不了解不同数字库之间的转换是如何工作的。

无论DBL_MIN的定义有多精确，它都受硬件精度的限制，通常高达80位或18位十进制数（x86和类似架构）

出于这个原因，已经发明了专门的任意精度算术库，如f.e. gmp或mpfr。

表示任何双值所需的字符的最大长度是多少？

11 个答案:

推荐的缓冲区大小

积分部分的最大十进制数

最大指数长度

最快算法