C++ 中浮点数的全精度显示？

Question

我已经阅读了几个关于在 C++ 中显示浮点数的主题，但找不到令人满意的答案。

我的问题是：如何以科学格式（尾数/指数）在 C++ 中显示浮点数的所有有效数字？

问题是所有数字在基数 10 中的有效数字位数并不相同。

例如， double具有15 到 17 个有效十进制数字精度，但std::numeric_limits<double>::digits10返回 15，因此，对于某些数字，我将丢失 2 个额外的十进制数字精度。

Answer 1

值std::numeric_limits<double>::digits10提供了可以安全恢复的十进制数字的数量，即在往返十进制-> double ->十进制中幸存下来的十进制数字的数量。 假设更多的十进制数字是正确的是没有帮助的。 如果你想促进往返double ->decimal-> double你会使用std::numeric_limits<double>::max_digits10 。

如果您想要确切的值，您可以使用std::numeric_limits<double>::digits但它会以一种有趣的方式显示从十进制值转换而来的数字，因为它们通常是四舍五入的值。 这也是max_digits10在显示供人类消费的数字时没有用的原因：最后几位数字通常不是人类读者所期望的。

Answer 2

你看过std::max_digits10吗？

从cppreference ：

std::numeric_limits<T>::max_digits10是唯一表示T类型的所有不同值所需的基数为 10 的数字的数量，例如序列化/反序列化为文本所必需的。 此常量对所有浮点类型都有意义。

这意味着（以及我如何使用它）是文本输出可以复制/粘贴到另一个程序中，并且数字将代表相同的数字。

现在，我必须说我的工作马格式总是右对齐的%23.16E ，我对最后几位使用工程判断。 我喜欢它，因为对于符号、指数和十六位数字就足够了。

-----------------------
-1.1234567812345678E+12

现在，请注意精度的digits和精度的decimal digits不一定是一回事。

Answer 3

在 C++20 中，您将能够使用std::format来执行此操作：

std::cout << std::format("{}", M_PI);

输出（假设 IEEE754 double ）：

3.141592653589793

默认浮点格式是具有往返保证的最短十进制表示。 与使用std::numeric_limits中max_digits10的精度相比，此方法的优势在于它不会打印不必要的数字。 例如：

std::cout << std::setprecision(
  std::numeric_limits<double>::max_digits10) << 0.3;

打印0.29999999999999999而

std::cout << std::format("{}", 0.3);

打印0.3 ( Godbolt )。

同时，您可以使用{fmt} 库， std::format基于。 {fmt} 还提供了print功能，使这更容易和更高效（ Godbolt ）：

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

免责声明：我是 {fmt} 和 C++20 std::format 。