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C++中对浮点数的格式化显示解决办法

2012-03-18 
C++中对浮点数的格式化显示在许多应用程序领域中,都需要控制小数点后的小数位,但是浮点数对此不能提供直接

C++中对浮点数的格式化显示
在许多应用程序领域中,都需要控制小数点后的小数位,但是浮点数对此不能提供直接的支持。怎样对程序中的浮点数据进行 "整齐 "地格式化呢?在此我们有一个迂回的方法,先把它们转换为字符串,格式化后以文本形式显示出来。  

  在日常编程中--包括对话框、关系数据库、金融程序、SMS程序及一切处理数据文件的程序,需要控制小数点后的小数位的情况非常普遍,本文中将要讲解如何用简单的方法来控制小数位,另外,还要揭开字符串及数据精度的一点点小秘密。

  问题的引出

  如有一个函数,其可接受一个long   double参数,并将参数转换为字符串,结果字符串应保留两位小数,例如,浮点值123.45678应该生成 "123.45 "这样的字符串。表面上看来这是一个意义不大的编程问题,然而,如果真要在实际中派上用场,函数应设计为具有一定弹性,以允许调用者指定小数位数。另外,函数也应该能够处理各种异常情况,如像123.0或123这样的整数。
在开始之前,先看一下编写 "优雅 "C++代码时的两句 "真言 ":

   "真言 "1:无论何时需要格式化一个数值,都应先转换为一个字符串。这样可保证每位数刚好占据一个字符。

   "真言 "2:在需要转换为字符串时,请使用 <sstream> 库。

  转换函数的接口非常简洁:第一个参数是需被格式化的数值;第二个参数代表小数点后显示的小数位,且应该具有一个默认值;返回值为一个string类型:

string   do_fraction(long   double   value,   int   decplaces=3);  

  注意,第二个参数代表的小数位数中包括了小数点,因此,两位小数需要默认值为3。

  精度问题

  当然,第一步是把long   double值转换为一个string,使用标准C++库 <sstream> 简直是手到擒来。然而,有一件事情必须引起注意,因为某些原因,stringstream对象默认精度为6,而许多程序员错误地把 "精度 "理解为小数的位数,这是不正确的,精度应指代全部位数。因而,数字1234.56可安全地通过默认精度6来表示,但12345.67会被截断为12345.6。这样的话,如果你有一个非常大的数,如1234567.8,它的结果会静悄悄地转换为科学记数法:1.23457e+06,这显然不是我们想要的。为避免这样的麻烦,在开始转换之前,应把默认精度设为最大。
为得到long   double能表示的最大位数,可使用 <limits> 库:

string   do_fraction(long   double   value,   int   decplaces=3)
{
int   prec=numeric_limits <long   double> ::digits10;   //   18
ostringstream   out;
out.precision(prec);//覆盖默认精度
out < <value;
string   str=   out.str();   //从流中取出字符串   数值现在存储在str中,等待格式化。  

小数点的位置

  要进行格式化,首先要确定小数点的位置,如果小数位多于decplaces,do_fraction()会删除多余的。

  要定位小数位,可使用string::find(),在STL算法中使用了一个常量来代表 "数值未找到 ",在字符串中,这个常量为string::npos:

char   DECIMAL_POINT= '. ';   //   欧洲用法为 ', '

size_t   n=str.find(DECIMAL_POINT);
if   ((n!=string::npos)//是否有小数点呢?
{
//检查小数的位数
}  

  如果没有小数点,函数直接返回字符串,否则,函数将继续检查小数位是否多于decplaces。如果是,小数部分将会被截断:

size_t   n=str.find(DECIMAL_POINT);
if   ((n!=string::npos)//有小数点吗?
&&(str.size()>   n+decplaces))   //后面至少还有decplaces位吗?

//在小数decplaces位之后写入nul
str[n+decplaces]= '\0 ';    

  最后一行覆盖了多余的小数位,它使用了\0常量来截断字符串,要注意,string对象的数据可以包含nul字符;而字符串的实际长度由size()的返回值决定。因此,你不能假定字符串已被正确地格式化,换句话来说,如果在str中原来为 "123.4567 ",在插入\0常量之后,它变成了 "123.45\07 ",为把str缩减为 "123.45 ",一般可使用自交换的方法:   str.swap(string(str.c_str())   );//删除nul之后的多余字符

  那它的原理是什么呢?函数string::c_str()返回一个const   char   *代表此字符串对象,而这个值被用作一个临时string对象的初始化值,接着,临时对象又被用作str.swap()的参数,swap()会把值 "123.45 "赋给str。一些老一点的编译器不支持默认模板参数,可能不会让swap()通过编译,如果是这样的话,使用手工交换来代替:

string   temp=str.c_str();
str=temp;  

  代码虽不是很 "优美 ",但能达到目的就行。以下是do_fraction()的完整代码:

string   do_fraction(long   double   value,   int   decplaces=3)
{
 ostringstream   out;
 int   prec=
 numeric_limits <long   double> ::digits10;   //   18

 out.precision(prec);//覆盖默认精度
 out < <value;
 string   str=   out.str();   //从流中取出字符串
 size_t   n=str.find(DECIMAL_POINT);
 if   ((n!=string::npos)   //有小数点吗?
 &&   (str.size()>   n+decplaces))   //后面至少还有decplaces位吗?
 {
  str[n+decplaces]= '\0 ';//覆盖第一个多余的数
 }

 str.swap(string(str.c_str()));//删除nul之后的多余字符

 return   str;
}  

  如果不想通过传值返回一个string对象,还可增加一个参数,把str对象以引用传递:

void   do_fraction(long   double   value,   string   &   str,   int   decplaces=3);  



  从个人的角度来讲,还是倾向于让编译器做这样的优化,另外,使用传值返回,还可以让你以下面这种方式使用do_fraction():

cout   < <   funct(123456789.69999001)   < <   '\t '   < <   funct(12.011) < <endl;  

  输出:

  123456789.69   12.01


                                                                                                                              转天极

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hehe ....
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LS崇拜ing..
怎么什么都会...
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mark
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因为我有《标准C++输入输出流与本地化》宝典在手
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怎么像在拍广告
呵呵!
我也下本看看
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这本书可是被评价为“埋没已久的明珠”

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