如何在 C++ 中用 N 个小数对分数进行字符串化

Question

我想在 C++ 中以可变精度对一小部分无符号整数进行字符串化。所以1/3 将使用precision 的2 打印为0.33。我知道float 和std::ostream::precision 可用于快速而肮脏的解决方案：

std::string stringifyFraction(unsigned numerator,
                              unsigned denominator,
                              unsigned precision)
{
    std::stringstream output;
    output.precision(precision);
    output << static_cast<float>(numerator) / denominator;
    return output.str();
}

但是，这还不够好，因为float 的精度有限，实际上不能准确地表示十进制数字。我还有什么其他选择？如果我想要 100 位左右的数字，或者是循环分数，即使是 double 也会失败。

Answer 1

总是可以只执行长除法以逐位字符串化。请注意，结果由整数部分和小数部分组成。我们可以通过简单地使用/ 运算符和调用std::to_string 来获得整数部分。剩下的，我们需要以下函数：

#include <string>

std::string stringifyFraction(const unsigned num,
                              const unsigned den,
                              const unsigned precision)
{
    constexpr unsigned base = 10;

    // prevent division by zero if necessary
    if (den == 0) {
        return "inf";
    }

    // integral part can be computed using regular division
    std::string result = std::to_string(num / den);
    
    // perform first step of long division
    // also cancel early if there is no fractional part
    unsigned tmp = num % den;
    if (tmp == 0 || precision == 0) {
        return result;
    }

    // reserve characters to avoid unnecessary re-allocation
    result.reserve(result.size() + precision + 1);

    // fractional part can be computed using long divison
    result += '.';
    for (size_t i = 0; i < precision; ++i) {
        tmp *= base;
        char nextDigit = '0' + static_cast<char>(tmp / den);
        result.push_back(nextDigit);
        tmp %= den;
    }

    return result;
}

您可以轻松地将其扩展为与其他基础一起使用，只需将 base 设为模板参数，但您不能再仅使用 std::to_string。