C++ 中浮點數的全精度顯示？

Question

我已經閱讀了幾個關於在 C++ 中顯示浮點數的主題，但找不到令人滿意的答案。

我的問題是：如何以科學格式（尾數/指數）在 C++ 中顯示浮點數的所有有效數字？

問題是所有數字在基數 10 中的有效數字位數並不相同。

例如， double具有15 到 17 個有效十進制數字精度，但std::numeric_limits<double>::digits10返回 15，因此，對於某些數字，我將丟失 2 個額外的十進制數字精度。

Answer 1

值std::numeric_limits<double>::digits10提供了可以安全恢復的十進制數字的數量，即在往返十進制-> double ->十進制中幸存下來的十進制數字的數量。 假設更多的十進制數字是正確的是沒有幫助的。 如果你想促進往返double ->decimal-> double你會使用std::numeric_limits<double>::max_digits10 。

如果您想要確切的值，您可以使用std::numeric_limits<double>::digits但它會以一種有趣的方式顯示從十進制值轉換而來的數字，因為它們通常是四舍五入的值。 這也是max_digits10在顯示供人類消費的數字時沒有用的原因：最后幾位數字通常不是人類讀者所期望的。

Answer 2

你看過std::max_digits10嗎？

從cppreference ：

std::numeric_limits<T>::max_digits10是唯一表示T類型的所有不同值所需的基數為 10 的數字的數量，例如序列化/反序列化為文本所必需的。 此常量對所有浮點類型都有意義。

這意味着（以及我如何使用它）是文本輸出可以復制/粘貼到另一個程序中，並且數字將代表相同的數字。

現在，我必須說我的工作馬格式總是右對齊的%23.16E ，我對最后幾位使用工程判斷。 我喜歡它，因為對於符號、指數和十六位數字就足夠了。

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

現在，請注意精度的digits和精度的decimal digits不一定是一回事。

Answer 3

在 C++20 中，您將能夠使用std::format來執行此操作：

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

輸出（假設 IEEE754 double ）：

3.141592653589793

默認浮點格式是具有往返保證的最短十進制表示。 與使用std::numeric_limits中max_digits10的精度相比，此方法的優勢在於它不會打印不必要的數字。 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 )。

同時，您可以使用{fmt} 庫， std::format基於。 {fmt} 還提供了print功能，使這更容易和更高效（ Godbolt ）：

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

免責聲明：我是 {fmt} 和 C++20 std::format 。