计算浮点数中的数字

Question

我正在学习一些 C++ 中的 OpenGL 初学者教程，但是当我开始作为一名 C# 程序员时，它让我认为很多事情是理所当然的。所以当我调试将我的 FPS 读数打印到输出时出现了我的问题。我认为该方法类似于我头顶上的 DebugPrintString，它需要一个 char* 并且基本上我正在打印“FPS：x”。我使用 scanf_s 将 fps 值放入字符数组中，但这是我的问题所在。字符数组必须有多大？

让我再详细说明一下：我的 FPS 读数存储为浮点数，因为帧/秒通常最终不是一个好数字。所以我的号码可能是 60，也可能是 59.12345。 60 只需要 2 个字节，而 59.12345 需要 8 个（周期为 1）。所以我想“哦，好吧，我需要计算它的位数，没问题！”男孩让我感到震惊。

我做了一个计算数字的方法，计算小数点的左侧很容易，首先将它转换为 int 以删除小数点并除以 10（实际上我认为我有一些位移那里）并计算我可以这样做的次数，直到我达到0。现在计算右侧的数字，我将乘以10，减去数字，然后一直这样做直到它达到零。我认为该方法通常会返回 32。所以我 WTF'd 并在调试中查看了它，结果当你将浮点数相乘时有效地将数字列向上移动，因为众所周知的精度问题它只是附加了另一个数字！

我做了一些主要的谷歌搜索，但在 char str[128] 和 scanf 之上找不到任何内容，如果在 then 中执行 strlen(str) 减 1（空终止符）。但我希望有一个更优雅的解决方案。最后我只是将它转换为一个 int 并允许 9999 fps，还添加了一个检查以查看 fps > 9999 但我认为这不会发生。比 SEG FAULT 更安全:(

TLDR：有没有办法获得浮点数的位数？ scanf 是怎么做到的？！

抱歉发了这么长的帖子，只是想分享一下我的挫败感>：D

编辑：拼写错误

Answer 1

每秒帧数。只用左边三位，右边一位，谁在乎浮点表示碰巧认为十位以下存在什么？

编辑以回应第一条评论。

http://en.wikipedia.org/wiki/Floating_point

如果我们真的想知道浮点数的位数，我们就必须知道浮点数是如何工作的。 IEEE 标准浮点数据类型中表示的确切值具有一定数量的位，通常为 32 或 64，这些位以标准化方式分配，为您提供一定数量的有效数字，以及一些幂指数来按比例放大或缩小。 24 位有效数字大约为小数点后七位。当然，最后总会出现某种形式的截断或舍入错误（例如，用十进制写的三分之一，当你停止写重复的三时总是向下舍入）。

也许您的号码在七八位数字后停止，但机器舍入错误使其意外运行？读取那种数据是没有意义的。

Answer 2

CashCommons 的 John 给出了传统的答案，只需使用 printf 格式限定符来强制一定宽度。我通常发现 2 位小数对于帧速率来说已经足够了。它可以让您区分 30 fps 和 29.97 fps 这两个最常见的值。

 sprintf (buffer, "%.2f", fps);

但是，如果您想知道最坏的情况是什么，也有办法知道这一点。结帐http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_754-2008。

它表明浮点值（32 位浮点数）在尾数中有 24 个二进制数字，计算结果为 7.225 个十进制数字，称为 8。添加 5 位为指数，1 位为符号，1 位为前导0, 1 为小数点，你得到

 1 + 1 + 8 + 5 = 15 characters

为终止空值添加空间，您将获得 16 位数字。

Answer 3

由于浮点数没有以任何精确的方式存储，因此实际上没有任何有效的方法来计算位数。您可能想要做的是控制浮点数提供的长度并使用固定大小的缓冲区。

通过printf()、scanf()等相关函数，可以通过修改格式类型说明符来指定浮点数的大小。虽然简单的%f 可能是最常见的，但可以通过在% 和f 之间添加修饰符来更灵活地使用它，例如：

%[width][.precision]f

其中[width] 是指最小 显示的数字位数（如果超过则不会截断），[.precision] 指定要显示的确切位数小数点后。

例如，您可以检查以下程序的输出：

#include <cstdio>

using std::printf;
int main() {
  float f(59.12345);

  printf("[%f]\n", f);    // [59.123451]
  printf("[%15f]\n", f);  // [      59.123451]
  printf("[%1f]\n", f);   // [59.123451]
  printf("[%.2f]\n", f);  // [59.12]
  printf("[%6.2f]\n", f); // [ 59.12]
  printf("[%4.1f]\n", f); // [59.1]
}

字符数组的确切大小仍然会根据小数点前的值而变化。但是只要可以控制宽度和精度，将足够的内存分配到字符数组中（或将数字放入固定长度的数组中）应该会简单得多。

Answer 4

考虑到我们说的是 C++，为什么不走 STL 方式呢？

精确到小数点后5位，可以是可变数量的字符：

std::stringstream ss;
ss << std::setprecision (5) << std::fixed << f; 
std::string fps = ss.str();

精度最大5位有效数字：

std::stringstream ss;
ss << std::setprecision (5) << f; 
std::string fps = ss.str();

Answer 5

您可以使用 sprintf 将浮点数截断/强制为所需的任何精度。然后问题就消失了。