如何使用 serde_json 序列化包含 f32 的結構？

Question

Rust 相對較新。我正在嘗試進行 API 調用，這需要對 JSON 主體進行序列化。

JSON 主體包含一個 order_amount 鍵，其值只能采用 INR 格式的值 100.36，即 100 盧比和 36 派薩。更多示例 10.48、3.20、1.09。

我面臨的問題是在使用 json,() 從 serde_json 進行序列化之后。 浮點值變成類似於 100.359765464332。

API 隨后失敗，因為它預計 order_amount 只有兩位小數。

這是我的代碼：

進口的

use lambda_runtime::{handler_fn, Context, Error};
use reqwest::header::ACCEPT;
use reqwest::{Response, StatusCode};
use serde_json::json;
use std::env;

#[macro_use]
extern crate serde_derive;

我正在序列化的結構

#[derive(Serialize, Deserialize, Clone, Debug)]
struct OrderCreationEvent {
    order_amount: f32,
    customer_details: ...,
    order_meta: ...,
}

例如。 這里的order_amount值為15.38

async fn so_my_function(
    e: OrderCreationEvent,
    _c: Context,
) -> std::result::Result<CustomOutput, Error> {
let resp: Response = client
        .post(url)
        .json::<serde_json::Value>(&json!(e))
        .send()
        .await?;

json之后，()。 該金額正在序列化為 15.379345234542。 我需要 15.38

看了幾篇關於寫f32自定義序列化器的文章，可以截斷到2位小數，但是我的熟練程度僅限於Rust。

所以，我找到了這段代碼並且一直在修改它但沒有運氣：

fn order_amount_serializer<S>(x: &f32, s: S) -> Result<S::Ok, S::Error>
where
    S: Serializer,
{
    s.serialize_f32(*x)
    // Ok(f32::trunc(x * 100.0) / 100.0)
}

無論自定義序列化程序是否是正確的方法或解決問題的方法，我仍然想學習如何編寫一個序列化程序，所以請隨時給我啟發。 干杯：:)

Answer 1

TL;DR這是一個浮點問題，來自serde_json擴大f32到f64 。 您可以使用像println,("{}". 77.63_f32 as f64)這樣簡單的代碼重現它。 要修復它，您需要轉換為f64 ，然后舍入並將其序列化為f64 ：

s.serialize_f64((*n as f64 * 100.0).trunc() / 100.0)

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詳細解釋

代碼中的問題出在與您想象的不同的地方——它與浮點精度有關，而不是與 serde。 當你寫這樣的東西時：

let lat = 77.63_f32;

...您指示編譯器將分數 7763/100 轉換為f32 。 但是這個數字不能用f32精確表示，因為f32 （像所有二進制浮點類型一樣）使用二進制分數，即分母是某些大小限制內的 2 的冪的有理數。 鑒於這些限制，7763/100 近似為 10175119/2**17。 ¹如果您嘗試打印該f32值，您將得到預期的 77.63 output 因為println!()知道它正在打印一個f32 ，其中第 7 個數字之后的所有數字都是近似值的副作用並被丟棄。

serde_json工作方式不同——它通過將f32值轉換為f64來序列化它們，因為這是 JSON 和 JavaScript 使用的精度。不幸的結果是 77.63_f32 的 10175119/2**17 近似值f64沒有上下文的情況下擴大到77.63_f32原欲入庫77.63。 f64只是存儲近似值（它可以精確容納，而不會進一步損失精度），並且當您打印生成的f64時，您將得到77.62999725341797，這就是 10175119/2**17 在十進制到 16 位精度中的樣子。

這就是為什么將自定義序列化實現為s.serialize_f32(f32::trunc(*x * 100.0) / 100.0)沒有效果 - 您將f32四舍五入為兩位小數（這在您的程序中是一個空操作，因為它是四舍五入開始），然后將其傳遞給serialize_f32() 。 serialize_f32()繼續將f32值擴大到f64 ，這使得f32近似值的額外數字可見 - 並且您回到了從 serde 生成的實現開始的地方。

正確的版本必須將f32轉換為f64 ，然后去掉f64 類型中多余的數字，然后將其傳遞給serialize_f64()進行打印：

s.serialize_f64((*n as f64 * 100.0).trunc() / 100.0)

操場

之所以可行，是因為：數字77.63_f32被轉換為對應於f64 /2**17 的 f64（即不是77.63_f64 ，它將近似為²到 682840701314007/2**43）。 然后這個數字在 f64中四舍五入為兩位數，並且該四舍五入產生f64能夠達到的最接近的近似值 77.63。 也就是說，現在我們得到與在 Rust 源代碼中使用77.63_f64得到的相同的 682840701314007/2**43 近似值。 這是 serde 將使用的數字， serde_json會將其格式化為 JSON output 中的77.63 。

旁注：上面的代碼在問題的嘗試之后使用了trunc() ，但這里所示的round()可能是更合適的選擇。

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¹您可以使用此 Python 單線獲得此比率：

>>> numpy.float32("77.63").as_integer_ratio()
(10175119, 131072)

²也使用 Python 獲得：

>>> n = 10175119/131072
>>> rounded = round(n*100.0)/100.0
>>> rounded
77.63
>>> rounded.as_integer_ratio()
(682840701314007, 8796093022208)

Answer 2

如果您需要精確控制 JSON 消息的格式， serde_json提供了您需要的工具。 生成 JSON 通過serde_json::ser::Formatter特征。 您可以以某種方式編寫write_f32 / write_f64函數，它們只在點后產生兩位數字。 您可以采用現有的實現之一並根據您的需要進行調整。