如何在不损失用户输入的C精度的情况下将浮点数转换为字符串？

Question

这是我想做的事情：

• 我需要打印浮点数的小数部分，该部分必须在用户输入期间作为浮点输入。
• 小数部分应类似于：如果float为43.3423，则输出应为3423 ； 如果number为45.3400，则输出应为3400 。
• 使用字符串输入可以轻松完成此操作，但是我需要一种使用float进行此工作的方法，而不会丢失额外的零或无需在用户的原始输入中附加零。

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这是我已经尝试过的方法：

• 将小数部分乘以frac = num - (int)num ，然后乘以frac直到得到零。 但这在34.3400之类的情况下失败了-该方法不会包含最后两个零。

• 将浮点数转换为字符串

   char string[20]; sprintf(string, "%f", float_number); 

sprintf函数将浮点数作为字符串放置，但在这里它也不会自动检测用户输入的精度，并在字符串末尾添加额外的零（6个总精度）。 因此，这里也没有获得有关用户原始输入精度的信息。

那么，有没有办法做到这一点？ 该数字必须作为用户的浮动数字。 有没有办法获取有关用户输入的精度的信息？ 如果不可能，那么进行解释将非常有帮助。

Answer 1

我想我知道你来自哪里。 例如，在物理学中，无论您写42.5还是42.500不同， 有效位数是隐式给出的。 42.5代表任意数字x: 42.45 <= x < 42.55和42.500代表任意x: 42.4995 <= x < 42.5005 。

对于较大的数字，应使用科学计数法 ： 1.0e6表示x等于x的数字x: 950000 <= x < 1050000 。

浮点数使用相同的格式，但使用二进制数字（有时称为位;）代替十进制数字。 但是有两个重要的区别：

• 使用的位数（位数）仅取决于浮点数的数据类型。 如果您的数据类型的尾数为20位，则其中存储的每个数字都将具有这20位。 尾数始终存储在“十进制”（二进制？）点之后，没有任何部分，因此您将不知道有多少有效位。
• 在位和十进制数字之间没有直接映射。 您将需要大约 3.5位来代表十进制数字。 因此， 即使您知道许多有效位，您仍然不会知道会产生多少有效十进制数字 。

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为了解决您的问题，您可以将自己的有效数字存储在类似以下的内容中：

struct myNumber
{
    double value;
    int nsignificant;
};

当然，您必须自己解析输入以找出要放在nsignificant 。 另外， 在此处至少使用double作为该值， float的非常有限的精度不会使您走得太远。 这样，您可以使用nsignificant来确定适当的格式字符串，以打印带有所需位数的数字。

这仍然存在上面提到的问题：您不能直接将十进制数字映射到位，因此永远不能保证您的数字可以以您想要的精度存储。 如果精确的十进制表示很重要，则需要使用其他数据类型。 C＃提供了一个 ，但C没有提供。 您必须自己实施。 您可以从以下内容开始：

struct myDecimal
{
    long mantissa;
    short exponent;
    short nsignificant;
}

在这个结构中，您可以像这样放置1.0e6 ：

struct myDecimal x = {
    .mantissa = 1;
    .exponent = 6;
    .nsignificant = 2;
};

当然，这将需要您编写很多自己的代码来解析和格式化这些数字。

Answer 2

唯一的方法是使用原始字符串值和/或舍入所需的精度来创建结构

Answer 3

在用户输入期间必须将其作为浮点输入。

因此，有没有一种方法可以做到这一点。

几乎。 “技巧”是要注意用户输入的文本长度。 下面将记住第一个非空白字符的偏移量和数字输入后的偏移量。

scanf(" %n%f%n", &n1, &input, &n2);

n2 - n1给出代码，以用户输入的长度表示float 。 如果用户输入采用指数表示法，十六进制FP表示法，无穷大，非数字，过多的前导零等，则此方法可能会被愚弄。但是，对于直接十进制输入，该方法很好。

想法是将数字打印到精度至少为n2 - n1的缓冲区中，然后确定要打印的小数部分。

回想一下， float通常具有大约6-7个重要的有效前导位数，因此，尝试输入“ 123456789.0”之类的文本将导致float的确切值为123456792.0 ，并且输出将基于该值。

#include <float.h>
#include <math.h>

int scan_print_float(void) {
  float input;
  int n1, n2;
  int cnt = scanf(" %n%f%n", &n1, &input, &n2);
  if (cnt == 1) {
    int len = n2 - n1;
    char buf[len * 2 + 1];
    snprintf(buf, sizeof buf, "%.*f", len, input);
    char dp = '.';
    char *p = strchr(buf, dp);
    if (p) {
      int front_to_dp = p + 1 - buf;
      int prec = len - front_to_dp;
      if (prec >= 0) {
        return printf("<%.*s>\n", prec, p+1);
      }
    }
  }
  puts(".");
  return 0;
}

int main(void) {
  while (scan_print_float()) {
    fflush(stdout);
  }
  return EXIT_SUCCESS;
}

输入输出

43.3423
<3423>
45.3400
<3400>
-45.3400
<3400>
0.00
<00>
1234.500000
<500000>
.
.

为了稳健地处理这种情况和各种边缘情况，代码应将用户输入作为文本而不是float读取。

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注意： float通常可以精确表示约2 ^32个数字。
43.3423通常不是其中之一。 取而代之的是它的确切值为43.3423004150390625

43.3400通常不是其中之一。 取而代之的是它的精确值是43.340000152587890625