Question

你知道如何将浮点数转换为字符缓冲区，而不分配任何内存吗？

=＆GT;我只想重做与float.ToString（）相同的事情;所以我可以将结果放入缓冲区而不是分配字符串

我写了一个函数，但它没有很好地处理“舍入”：

39.71变为“39.709996”
39.71001变为“39.710004”

那是因为39.71作为浮点数是内存中存储值的舍入值39.709996。通过我的函数中的一些舍入，我可以很容易地得到这样的结果：

39.71变为“39.71”
39.71001变为“39.71”

这也不是很好，因为我想保持float.ToString()完全相同的算法来设法写“39.71”和“39.71001”

你知道这个float.ToString()是如何运作的吗？

我的目标的精确度：我想在一个非常大的字符串中添加大量浮点数（与其他类型混合） - 并且在结尾处仅分配一次该字符串以避免过多的垃圾收集。所以我真的需要将float转换为char数组（无论确切的类型格式，只是没有不可变的字符串）

Answer 1

您可以调用C stdlib sprintf()和朋友来解决大多数格式和数据问题。有关示例，请参阅https://stackoverflow.com/a/2479210/3150802。通过评估sprintf()的返回值来跟踪打印位置（即char数组的索引）将非常重要。

跨越托管/非托管边界会有一些性能损失，这是不可避免的。可能的缓解策略是减少此类交叉的数量，例如通过编写C包装函数，该函数接收大量浮点数并使用s*printf()一次性写入它们。

数据编组的潜在损失（即CLI和本机表示之间的来回转换）可能不是浮点数和地址等POD的问题，如果它们在两个世界中都是逐位相同的。

Answer 2

从您的评论中看来，您希望能够将大量浮点数（和其他值类型）格式化为非常大的字符数组，而无需进行大量内存分配。

无法避免所有内存分配，但您可以使用StringBuilder.AppendFormat()和StringBuilder.CopyTo()来模仿它们。

如果您对最终字符串数组的最大长度有所了解，则可以初始化StringBuilder，其容量足以容纳它。这可能会减少内存分配的数量，但如果使缓冲区太大，则会浪费内存。

代码是这样的：

int capacity = 8192; // If you have some idea of the final string length.
var sb = new StringBuilder(capacity);

for (float x = 0; x < 1000; x += 1.2345f)
    sb.AppendFormat(", {0}", x);

char[] array = new char[sb.Length];

sb.CopyTo(0, array, 0, sb.Length); // Now array[] contains the result.

请注意，此处 buffer 分配的最小数量为2：一个用于StringBuilder使用的内部缓冲区，另一个用于char []数组。

然而，很可能会在幕后发生许多其他小规模的分配 - 但由于GC的工作方式，它们不太可能进入任何第1代集合，因此它不太可能导致性能问题。

Answer 3

以下是我最后编写的解决方案，这要归功于Marc Gravell提供的float.ToString（）源代码。

它已经大大简化了，但现在似乎工作得很好（也许我错过了一些特殊情况）。我看到的唯一主要区别是像5.34E-05这样的非常小的浮点数基本上会写成0.0000534（实际上我更喜欢这样）

这里的信息是我的完整StringFast类（Unity C＃代码）：http://pastebin.com/HqAw2pTG。以及在此使用它的一些测试：http://pastebin.com/brynBFyC

测试运行1000次这些操作：4次追加（2个字符串，一个浮点数和一个int）和1个字符串替换。我使用带有+和Concat（）的字符串，使用StringBuilder和使用我的StringFast类来运行测试。当然，对于最后两个，我不会每次都重新创建它们。

以下是结果，内存分配和时间：

string（+）：302.7KB，1.75ms
string（.concat）：302.7KB，1.85ms
StringBuilder：259.8KB，1.81ms
StringFast：58.6KB，1.68ms

如果我用100个浮点数串联替换我的5个操作：

string（+）：36.8MB，116.19ms
string（.concat）：36.8MB，116.19ms
StringBuilder：6.0MB，63.26ms
StringFast：0.6MB，51.09ms

正如您所看到的，StringBuilder并不是那么好，特别是当字符串上只有几个操作时。 StringFast类的分配只是由我做的最终ToString（）引起的（为了能够将字符串与其他函数一起使用）

以下是浮点数转换为char数组的代码：

///<summary>Append a float without memory allocation.</summary>
public StringFast Append( float valueF )
{
    double value = valueF;
    m_isStringGenerated = false;
    ReallocateIFN( 32 ); // Check we have enough buffer allocated to handle any float number

    // Handle the 0 case
    if( value == 0 )
    {
        m_buffer[ m_bufferPos++ ] = '0';
        return this;
    }

    // Handle the negative case
    if( value < 0 )
    {
        value = -value;
        m_buffer[ m_bufferPos++ ] = '-';
    }

    // Get the 7 meaningful digits as a long
    int nbDecimals = 0;
    while( value < 1000000 )
    {
        value *= 10;
        nbDecimals++;
    }
    long valueLong = (long)System.Math.Round( value );

    // Parse the number in reverse order
    int nbChars = 0;
    bool isLeadingZero = true;
    while( valueLong != 0 || nbDecimals >= 0 )
    {
        // We stop removing leading 0 when non-0 or decimal digit
        if( valueLong%10 != 0 || nbDecimals <= 0 )
            isLeadingZero = false;

        // Write the last digit (unless a leading zero)
        if( !isLeadingZero )
            m_buffer[ m_bufferPos + (nbChars++) ] = (char)('0' + valueLong%10);

        // Add the decimal point
        if( --nbDecimals == 0 && !isLeadingZero )
            m_buffer[ m_bufferPos + (nbChars++) ] = '.';

        valueLong /= 10;
    }
    m_bufferPos += nbChars;

    // Reverse the result
    for( int i=nbChars/2-1; i>=0; i-- )
    {
        char c = m_buffer[ m_bufferPos-i-1 ];
        m_buffer[ m_bufferPos-i-1 ] = m_buffer[ m_bufferPos-nbChars+i ];
        m_buffer[ m_bufferPos-nbChars+i ] = c;
    }

    return this;
}

在没有内存分配的情况下将float转换为char []

3 个答案: