c++ - C++中浮点数的全精度显示？

Question

我已经阅读了几个关于在 C++ 中显示浮点数显示的主题，但我找不到令人满意的答案。

我的问题是： 如何以科学格式（尾数/指数）显示 C++ 中浮点数的所有有效数字？

问题是所有数字在基数 10 中的有效数字位数都不相同。

例如，adouble具有15 到 17位有效十进制数字精度，但std::numeric_limits<double>::digits10返回 15，因此，对于某些数字，我将失去 2 个额外的十进制数字精度。

Answer 1

该值std::numeric_limits<double>::digits10提供可以安全恢复的小数位数，即在往返十进制-> double->十进制中存活的十进制位数。假设更多的十进制数字是正确的并没有帮助。如果你想促进往返double->decimal->double你会使用std::numeric_limits<double>::max_digits10.

如果您想要使用的确切值，std::numeric_limits<double>::digits但它会以一种有趣的方式显示从十进制值转换的数字，因为它们通常是四舍五入的值。这也是为什么max_digits10在呈现数字以供人类消费时没有用的原因：最后几个数字通常不是人类读者所期望的。

Answer 2

在 C++20 中，您将能够使用它std::format来执行此操作：

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

输出（假设 IEEE754 double）：

3.141592653589793

默认浮点格式是具有往返保证的最短十进制表示。max_digits10与使用from的精度相比，这种方法的优点std::numeric_limits是它不会打印不必要的数字。例如：

std::cout << std::setprecision(
  std::numeric_limits<double>::max_digits10) << 0.3;

打印0.29999999999999999时

std::cout << std::format("{}", 0.3);

打印0.3（上帝螺栓）。

同时你可以使用基于的 {fmt}库std::format。{fmt} 还提供了print使这更容易和更高效的功能（godbolt）：

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

免责声明：我是 {fmt} 和 C++20 的作者std::format。

Answer 3

你看过std::max_digits10吗？

从cppreference：

的值std::numeric_limits<T>::max_digits10是唯一表示 type 的所有不同值所必需的 base-10 位数T，例如序列化/反序列化为文本所必需的。此常量对所有浮点类型都有意义。

这（以及我如何使用它）的含义是可以将文本输出复制/粘贴到另一个程序中，并且数字将代表相同的数字。

现在，我必须说我的主力格式始终是右对齐的%23.16E，并且我对最后几位数字使用工程判断。我喜欢它，因为对于符号、指数和十六位数字来说已经足够了。

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-1.1234567812345678E+12

现在，请注意digits精确度和decimal digits精确度不一定是一回事。