%g printf 说明符到底是什么意思？

Question

%g说明符的行为方式似乎与大多数来源记录的行为方式不同。

根据我发现的大多数来源，在使用printf说明符的多种语言中， %g说明符应该等同于%f或%e - 以提供的值产生更短的 output 为准。 例如，在撰写此问题时， cplusplus.com 表示g说明符表示：

使用最短的表示： %e或%f

而PHP 手册说它意味着：

g - 较短的%e和%f 。

这是一个 Stack Overflow 的回答，声称

%g使用最短的表示。

Quora 的一个回答声称：

%g打印这两种表示形式中最短的数字

但这种行为并不是我在现实中看到的。 如果我编译并运行这个程序（作为 C 或 C++ - 它是一个有效的程序，在两者中具有相同的行为）：

#include <stdio.h>

int main(void) {
    double x = 123456.0;
    printf("%e\n", x);
    printf("%f\n", x);
    printf("%g\n", x);
    printf("\n");

    double y = 1234567.0;
    printf("%e\n", y);
    printf("%f\n", y);
    printf("%g\n", y);
    return 0;
}

... 然后我看到这个 output：

1.234560e+05
123456.000000
123456

1.234567e+06
1234567.000000
1.23457e+06

显然，对于上面的x或y ， %g output 与%e或%f output 都不完全匹配。 而且，看起来%g也没有最小化 output 的长度； 如果y像x一样没有以科学记数法打印，那么它的格式可能会更简洁。

我上面引用的所有消息来源都在骗我吗？

我在支持这些格式说明符的其他语言中看到相同或相似的行为，可能是因为在幕后他们调用了 C 函数的printf系列。 例如，我在 Python 中看到这个 output：

>>> print('%g' % 123456.0)
123456
>>> print('%g' % 1234567.0)
1.23457e+06

在 PHP：

php > printf('%g', 123456.0);
123456
php > printf('%g', 1234567.0);
1.23457e+6

在 Ruby：

irb(main):024:0* printf("%g\n", 123456.0)
123456
=> nil
irb(main):025:0> printf("%g\n", 1234567.0)
1.23457e+06
=> nil

管理这个 output 的逻辑是什么？

Answer 1

这是 C11 标准中g / G说明符的完整描述：

根据转换的值和精度，表示浮点数的double参数以样式f或e （或在G转换说明符的情况下以样式F或E ）转换。 如果非零，则P等于精度，如果省略精度，则为 6，如果精度为零，则为 1。 然后，如果具有样式E的转换的指数为X ：

如果P > X ≥ −4，则转换采用样式f （或F ）和精度P − (X + 1) 。
否则，转换采用样式e （或E ）和精度P − 1。

最后，除非使用#标志，否则将从结果的小数部分删除任何尾随零，如果没有剩余小数部分，则删除小数点字符。

表示无穷大或 NaN 的双参数以f或F转换说明符的样式进行转换。

这种行为有点类似于简单地使用%f和%e最短的表示，但不等价。 有两个重要区别：

• 当使用尾随零（并且，潜在地，小数点）获得剥夺%g ，这会导致的输出的%g说明符不完全匹配或者什么%f或%e会一直产生。
• 关于是否使用%f样式或%e样式格式的决定完全基于%e样式表示法中所需的指数大小，而不直接取决于哪种表示形式会更短。 在多种情况下，此规则会导致%g选择更长的表示形式，例如%g使用科学记数法的问题中显示的情况，即使这会使输出比需要的长度长 4 个字符。

如果 C 标准的措辞难以解析， Python 文档提供了对相同行为的另一种描述：

一般格式。 对于给定的精度p >= 1 ，这会将数字四舍五入为p位有效数字，然后根据其大小将结果格式化为定点格式或科学记数法。

精确规则如下：假设使用表示类型'e'和精度p-1格式化的结果将具有指数exp 。 然后，如果-4 <= exp < p ，则数字的格式为表示类型'f'和精度p-1-exp 。 否则，该数字的格式为表示类型'e'和精度p-1 。 在这两种情况下，从有效数中删除无关紧要的尾随零，如果小数点后面没有剩余数字，也将删除小数点。

无论精度如何，正负无穷大、正负零和-inf格式分别为inf 、 -inf 、 0 、 -0和nan 。

精度0被视为等同于精度1 。 默认精度为6 。

互联网上的许多来源声称%g只是从%e和%f中选择最短的那是完全错误的。

Answer 2

我对 %.3g 感到失望。

值 -154.924... 打印为 -155，

值 0.0206... 打印为 0.0206

1.107 变为 1.11，依此类推。

预期是：

-154.924

0.021

1.107

很奇怪！

Answer 3

我最喜欢的双打格式是“%.15g”。 它似乎在每种情况下都做正确的事情。 我很确定 15 也是双精度数中最大的可靠十进制精度。