从C中的浮点数转换整数的舍入不一致

Question

由于这个小问题，我整天都在梳头，事实证明这个问题很难解决，而且我很确定有些事情正在发生，而我还没有意识到。 任何反馈或帮助都将受到欢迎。

我有一个函数，它接受一个浮点值，并返回一串ASCII字符以输出到LCD屏幕上。 因此，该函数是：

char returnString(float x, bool isTriggTemp)
{
    char numberString[3];
    char bufferString[2];
    char bufferStringDec[7];

    int integerVal = (int)x;

    if(isTriggTemp == false)
    {
        int decimalVal = (x-integerVal)*10000;
        sprintf(numberString, "%s.%s", itoa(bufferString,integerVal,10),
             itoa(bufferStringDec,decimalVal,10));
    }
    else
    {
        int decimalVal = (x-integerVal)*1000; 

        sprintf(numberString, "%s.%s", itoa(bufferString,integerVal,10),
             itoa(bufferStringDec,decimalVal,10));
    }

    return numberString;
}

If语句和布尔值的原因是可以将两个浮点数传递给该函数。 一个带有1个小数位，一个带有最多5个小数。我不必大惊小怪的5个小数位，因为我稍后在程序中比较两个浮点数，并且相关的小数似乎是大致一致的。

我的查询源于此行：

 int decimalVal = (x-integerVal)*10;

像这样使用时（根据上述逻辑，这是我期望使用的），无论X值如何，输出的字符串都将读取“ X.0”。

将其增加到100：

 int decimalVal = (x-integerVal)*100;

仅给出偶数的正确值。 （当浮点数为X.2时，X.2很好），但是我使用奇数取整（X.3浮点数打印X.2，X.5-> X.4）等。

当我将其增加到1000时，我开始看到问题的开始：

int decimalVal = (x-integerVal)*1000;

对于偶数，例如X.4，我得到X.40。 使用奇数时，我得到的浮点数将比原始浮点数少0.01。 例如，X5-> X.49。

显然这里有些不对劲，不精确的小数将被截断。 A）我该如何解决？ B）给定算术，我猜应该使用* 10，但是* 100是10的数量级，这使我最接近正确的输出。

任何帮助深表感谢。

Answer 1

您可以使用％f为浮点数编写所需的精度。 甚至动态地进行精度级别：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

// Use malloc (drawback: need to track return and deallocate to prevent memory leak.)
char * returnString( float x, int isTriggTemp )
{
    char * buffer = malloc( 128 );
    if( buffer )
        sprintf( buffer, "%0.*f", isTriggTemp ? 4 : 5, x );
    return buffer;
}

// Use static buffer (drawback: non-reentrant)
char * returnStringStatic( float x, int isTriggTemp )
{
    static char buffer[128];
    sprintf( buffer, "%0.*f", isTriggTemp ? 4 : 5, x );
    return buffer;
}

// Use given buffer (drawback: caller needs to be aware of buffer size needs and additional parameters are involved)
char * returnStringGivenBuffer( char * buffer, float x, int isTriggTemp )
{
    sprintf( buffer, "%0.*f", isTriggTemp ? 4 : 5, x );
    return buffer;
}

int main( int argc, char ** argv )
{
    float val = 3.14159;
    int highprecision = 0;

    printf( "Using sprintf\n" );
    printf( "%0.1f\n", val );
    printf( "%0.5f\n", val );
    printf( "%0.*f\n", ( highprecision ? 5 : 1 ), val );
    highprecision = 1;
    printf( "%0.*f\n", ( highprecision ? 5 : 1 ), val );

    printf( "\nUsing sprintf\n" );
    char buffer[128];
    sprintf( buffer, "%0.1f", val );
    printf( "%s\n", buffer );
    sprintf( buffer, "%0.5f", val );
    printf( "%s\n", buffer );
    sprintf( buffer, "%0.*f", ( highprecision ? 5 : 1 ), val );
    printf( "%s\n", buffer );
    highprecision = 1;
    sprintf( buffer, "%0.*f", ( highprecision ? 5 : 1 ), val );
    printf( "%s\n", buffer );

    printf( "\nUsing dynamic allocation\n" );
    char * fval = returnString( val, 0 );
    printf( "%s\n", fval ? fval : "" );
    if( fval ) free( fval );
    fval = returnString( val, 1 );
    printf( "%s\n", fval ? fval : "" );
    if( fval ) free( fval );

    printf( "\nUsing static buffer\n" );
    char * ptr = returnStringStatic( val, 0 );
    printf( "%s\n", ptr );
    ptr = returnStringStatic( val, 1 );
    printf( "%s\n", ptr );

    printf( "\nUsing given buffer\n" );
    ptr = returnStringGivenBuffer( buffer, val, 0 );
    printf( "%s\n", ptr );
    ptr = returnStringGivenBuffer( buffer, val, 1 );
    printf( "%s\n", ptr );

    return 0;
}

结果：

Using sprintf
3.1
3.14159
3.1
3.14159

Using sprintf
3.1
3.14159
3.14159
3.14159

Using dynamic allocation
3.14159
3.1416

Using static buffer
3.14159
3.1416

Using given buffer
3.14159
3.1416

Answer 2

在各种情况下，OP打印分数的方法均失败

1. 分数接近1.0 。 returnString(0.999999, isTriggTemp)

2. x值大于INT_MAX 。

3. 负数。

一种更可靠的方法是先缩放然后分解为整数/分数部分。

char *returnString(float x, bool isTriggTemp) {
   float scale = 10000;
   x = roundf(x * scale);
   float ipart = x/scale;
   float dpart = fmodf(fabsf(x), scale);
   itoa(bufferString,ipart,10);
   itoa(bufferStringDec,dpart,10);  // May need to add leading zeros
   ...

[编辑]

具有前导零的简单方法：

   static char bufferString[20+7];
   char bufferStringDec[7];

   itoa(bufferStringDec,dpart + scale,10);
   bufferStringDec[0] = '.';  // Overwrite leading `1`.
   return strcat(bufferStringDec, bufferStringDec);

当然代码可以使用

void returnString(char *numberString, size_t size, float x, bool isTriggTemp) {
  snprintf(numberString, sizeof numberString, "%.*f", isTriggTemp ? 3 : 4, x);
}

---

确保函数完成后，缓冲区是static或可用的。

检查退货类型。

Answer 3

您确定此代码不会崩溃吗？ 您的缓冲区太小了，我认为您可能会溢出缓冲区。 无论如何，偶数有效且赔率无效的原因可能是因为当您执行诸如int decimalVal =（x-integerVal）* 10000; 事情四舍五入。 例如，int x =（int）（（2.29-2）* 10）将给您2，而不是3。在此示例中，解决方法是在乘以10之前加上.05。我确定您可以算出排除一般规则。

Answer 4

侯皮斯先生的答案是最好的选择，但是为了您的兴趣，您可能需要以浮点数的形式进行计算：

int decimalVal = (x - (float) integerVal) * 10000.0;

另外，您对returnString的声明应为char *而不是char。