Question

在C ++中将双精度数字渲染为字符串的最佳方法是什么？

我遇到了这篇文章http://www.serpentine.com/blog/2011/06/29/here-be-dragons-advances-in-problems-you-didnt-even-know-you-had/，其中有关于打印浮动点的信息？

我一直在使用sprintf_s。我不明白为什么我需要修改代码？

Answer 1

啊哈！

你给出的文章中提到的问题是，对于某些数字，计算机显示的是理论上正确的东西，但不是我们人类会使用的东西。

例如，就像文章所说的那样，1.2999999 ... = 1.3，所以如果你的结果是1.3，那么（非常）正确的计算机将其显示为1.299999999 ...但这不是你所看到的。 ..

现在问题是计算机为什么这样做？原因是计算机在基数2（二进制）中计算，我们通常以10（十进制）计算。结果是一样的（感谢上帝！），但内部存储和表示不是。

当在基数10中显示时，有些数字看起来不错，例如1.3，但是其他数字没有，例如1/3 = 0.333333333 ....它在基数2中是相同的，有些数字“看起来”在基数上很好2（通常由2的分数组成）和其他没有。当计算机在内部存储数字时，它可能无法“准确地”存储它并存储最接近的可能表示，即使该数字在十进制中看起来是“有限的”。所以是的，在这种情况下，它会“漂移”一点点。如果你一次又一次地这样做，你可能会失去精确度。但没有其他办法（除非使用能够存储分数的特殊数学库）

当计算机试图以10给你的数量给你回到基数10时出现问题。然后计算机可能会给你1.299999而不是你预期的1.3。

这也是你永远比较浮点数与==，＆lt;，＆gt;的原因，而是使用特殊函数 islessgreater（a，b）isgreater（a，b））等

所以你使用的实际函数（sprintf）很好并且尽可能准确，它给你正确的值，你只需要知道当处理浮点数时，如果你期望1.3 <1.3999999，那么最大精度是可以的/ p>

现在，如果你想“漂亮地打印”这些数字以获得最佳“人类”表示（基数为10），你可能想要使用一个特殊的库，就像你的grisu3一样，它会试图消除可能发生的漂移并将数字与最近的基数10表示对齐。

现在图书馆不能使用水晶球并找到漂移的数字，所以可能会发生你真的意味着1.2999999以最大精度存储在计算机中并且lib将“转换“它到1.3 ......但它并不比显示1.29999而不是1.3更精确，也不精确。

如果您需要良好的可读性，那么这样的lib将非常有用。如果没有，那只是浪费时间。

希望这有帮助！

Answer 2

如果您对sprintf_s感到满意，则不应更改。但是，如果您需要以库不支持的方式格式化输出，则可能需要重新实现sprintf的专用版本（使用任何已知算法）。

例如，JavaScript对如何打印数字有非常精确的要求（参见specification的第9.8.1节）。只需调用sprintf就无法完成正确的输出。实际上，Grisu已经开发用于为JavaScript编译器实现正确的数字打印。

Grisu也比sprintf快，但除非浮点打印是您应用程序的瓶颈，否则这不应该是切换到不同库的理由。

Answer 3

在C ++中你为什么不使用iostreams？您可能应该使用cout作为控制台，使用ostringstream作为面向字符串的输出（除非您非常特别需要使用printf系列方法）。

除非实际分析显示CPU是瓶颈（与I / O相比），否则您不必担心格式化性能。

Answer 4

在任何合理语言中执行此操作的最佳方法是：

使用您的语言的运行时库。永远不要自己动手。即使你有编写它的知识和好奇心，你也不想测试它而你也不想维护它。
如果您发现运行时库转换有任何不当行为，提交错误。
如果这些转化对您的计划来说是一个可衡量的瓶颈，请不要试图让它们更快。相反，找到一种方法来避免这样做。不是将数字存储为字符串，而是存储浮点数据（在可能控制字节序之后）。如果您需要字符串表示，请改用十六进制浮点格式。

我并不是要劝阻你或任何人。这些实际上是令人着迷的功能，但它们也很复杂，并且试图为任何非天真的实现设计良好的测试覆盖率甚至更多。除非你准备好花几个月思考这个问题，否则不要开始。

Answer 5

您可能要使用Grisu（或faster method）之类的东西，因为它可以为您提供具有往返保证的最短十进制表示形式，而sprintf则只需要固定的精度。好消息是C ++ 20包含std::format，默认情况下会为您提供此功能。例如：

printf("%.*g", std::numeric_limits<double>::max_digits10, 0.3);

同时打印0.29999999999999999

puts(fmt::format("{}", 0.3).c_str());

打印0.3（godbolt）。

在此期间，您可以使用the {fmt} library，std::format是基于。 {fmt}还提供了print功能，使此操作变得更加轻松和高效（godbolt）：

fmt::print("{}", 0.3);

免责声明：我是{fmt}和C ++ 20 std::format的作者。

Answer 6

void outputdouble( ostringstream & oss, double d )
{
    oss.precision( 5 );
    oss << d;
}

http://www.cplusplus.com/reference/iostream/ostringstream/

dtoa vs sprintf_s vs Grisu3算法

6 个答案: