将一个浮点数转换为字符串

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将一个浮点数转换为字符串

在C/C++中,如何将浮点整数转换为字符串,而不使用库函数sprintf

我正在寻找一个函数,比如char *ftoa(float num),它将num转换为字符串并返回。

ftoa(3.1415)应该返回"3.1415"

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问题的出现原因:

该问题的出现是因为需要将一个浮点数转换为字符串表示,但是使用sprintf函数的结果并不准确,因此需要找到一个更完善的解决方法。

解决方法:

为了解决该问题,可以使用以下代码进行浮点数转换为字符串的操作:

/* 
   Double to ASCII Conversion without sprintf.
   Roughly equivalent to: sprintf(s, "%.14g", n);
*/
#include 
#include 
// For printf
#include 
static double PRECISION = 0.00000000000001;
static int MAX_NUMBER_STRING_SIZE = 32;
/**
 * Double to ASCII
 */
char * dtoa(char *s, double n) {
    // handle special cases
    if (isnan(n)) {
        strcpy(s, "nan");
    } else if (isinf(n)) {
        strcpy(s, "inf");
    } else if (n == 0.0) {
        strcpy(s, "0");
    } else {
        int digit, m, m1;
        char *c = s;
        int neg = (n < 0);
        if (neg)
            n = -n;
        // calculate magnitude
        m = log10(n);
        int useExp = (m >= 14 || (neg && m >= 9) || m <= -9);
        if (neg)
            *(c++) = '-';
        // set up for scientific notation
        if (useExp) {
            if (m < 0)
               m -= 1.0;
            n = n / pow(10.0, m);
            m1 = m;
            m = 0;
        }
        if (m < 1.0) {
            m = 0;
        }
        // convert the number
        while (n > PRECISION || m >= 0) {
            double weight = pow(10.0, m);
            if (weight > 0 && !isinf(weight)) {
                digit = floor(n / weight);
                n -= (digit * weight);
                *(c++) = '0' + digit;
            }
            if (m == 0 && n > 0)
                *(c++) = '.';
            m--;
        }
        if (useExp) {
            // convert the exponent
            int i, j;
            *(c++) = 'e';
            if (m1 > 0) {
                *(c++) = '+';
            } else {
                *(c++) = '-';
                m1 = -m1;
            }
            m = 0;
            while (m1 > 0) {
                *(c++) = '0' + m1 % 10;
                m1 /= 10;
                m++;
            }
            c -= m;
            for (i = 0, j = m-1; i

该代码使用了一个名为dtoa的函数,该函数可以将浮点数转换为字符串表示。在函数中,首先处理了特殊情况,例如nan、inf和0。然后根据浮点数的正负和大小,选择使用科学计数法还是普通计数法进行转换。最后,将转换后的字符串保存在指定的字符数组中,并返回该数组。

运行以上代码,输出结果如下:

1. printf: 0, dtoa: 0

2. printf: 42, dtoa: 42

3. printf: 1234567.8901234, dtoa: 1234567.89012344996444

4. printf: 1.8e-14, dtoa: 1.79999999999999e-14

5. printf: 555555.55555556, dtoa: 555555.55555555550381

6. printf: -8.8888888888889e+14, dtoa: -8.88888888888888e+14

7. printf: 1.1111111111111e+23, dtoa: 1.11111111111111e+23

另外,还有一些关于该代码的评论。其中一个评论指出,该函数在处理负无穷大的情况时,应该返回"-inf"而不是"inf"。还有一个评论指出,该函数将数字"1e-9"转换为":e-10",这是错误的。

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将浮点数转换为字符串的原因是需要在程序中将浮点数转换为可读的字符串形式,以便进行输出或存储等操作。解决方法是使用C++20中的std::format或{fmt}库来实现转换。

在C++20中,可以使用std::format函数将浮点数转换为字符串。例如,可以使用以下代码将π的值转换为字符串:

std::string s = std::format("{}", M_PI);

与sprintf相比,使用std::format的优势在于它能够提供最短的十进制表示形式,并且具有循环转换的保证。这意味着将字符串转换回浮点数时,可以得到与原始浮点数相同的值。

除了C++20的std::format之外,还可以使用{fmt}库来实现浮点数到字符串的转换。{fmt}库是基于std::format的,具有相似的功能和用法。可以通过以下方式使用{fmt}库将浮点数转换为字符串:

std::string s = fmt::format("{}", M_PI);

使用上述方法,可以方便地将浮点数转换为字符串,并且能够得到最短的十进制表示形式。这对于需要将浮点数输出或存储为字符串的情况非常有用。

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将浮点数转换为字符串的原因是在处理浮点数时,由于选择的精度不同,计算结果可能会有一些误差。所以将浮点数直接与零进行比较是不好的编程实践。

为了解决这个问题,可以使用下面的方法进行实现:

char fstr[80];
float num = 2.55f;
int m = log10(num);
int digit;
float tolerance = .0001f;
while (num > 0 + precision)
{
    float weight = pow(10.0f, m);
    digit = floor(num / weight);
    num -= (digit*weight);
    *(fstr++)= '0' + digit;
    if (m == 0)
        *(fstr++) = '.';
    m--;
}
*(fstr) = '\0';

然而,上述方法存在问题。如果num小于1,将会计算字符串错误。需要将第三行改为`floor(log10(num))`。另外,如果要转换的数在个位上有一个0,例如230.0,当前的写法只会得到23。需要将while循环中的条件改为`((num > 0 + precision)||(m >= 0))`。

还需要注意的是,该实现方法在高精度的情况下可能会比较慢,因为重复使用了`pow()`函数。如果这个方法是作为提供用户反馈的其他操作的一部分,可能不是很好。此外,precision和tolerance这两个变量是否指的是同一个概念是不明确的,而且tolerance变量在代码中没有被使用到。

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