c++ 20 std::格式

这个伟大的c++库新特性的优点是不会像std::setprecision那样影响std::cout的状态:

#include <format>
#include <string>

int main() {
    std::cout << std::format("{:.2} {:.3}\n", 3.1415, 3.1415);
}

预期的输出:

3.14 3.142

正如https://stackoverflow.com/a/65329803/895245中提到的，如果不显式传递精度，它会打印带有往返保证的最短十进制表示。TODO更详细地了解它与:dbl::max_digits10的比较，如https://stackoverflow.com/a/554134/895245中显示的{:.{}}:

#include <format>
#include <limits>
#include <string>

int main() {
    std::cout << std::format("{:.{}}\n",
        3.1415926535897932384626433, dbl::max_digits10);
}

参见:

返回c++中的默认浮点打印精度，以了解如何恢复pre-c++20中的初始精度 Std::string格式，如sprintf https://en.cppreference.com/w/cpp/utility/format/formatter#Standard_format_specification

利用std::设置精度:

#include <iomanip>
std::cout << std::setprecision (15) << 3.14159265358979 << std::endl;

通过完全精度，我假设有足够的精度来显示与预期值的最佳近似值，但应该指出的是，double是使用以2为基数的表示来存储的，以2为基数不能准确地表示像1.1这样微不足道的东西。获得实际双精度(没有舍入错误)的唯一方法是打印出二进制位(或十六进制位)。

一种方法是使用并集将双精度值输入为整数，然后输出整数，因为整数不会受到截断或舍入问题的影响。(c++标准不支持这样的类型双关语，但C中支持。然而，大多数c++编译器可能无论如何都会打印出正确的值。我认为g++支持这一点。)

union {
    double d;
    uint64_t u64;
} x;
x.d = 1.1;
std::cout << std::hex << x.u64;

这将为您提供100%的精确精度的双…而且完全无法阅读，因为人类无法阅读IEEE双格式!维基百科上有一篇关于如何解释二进制位的很好的文章。

在较新的c++中，您可以这样做

std::cout << std::hexfloat << 1.1;

printf("%.12f", M_PI);

%。12f表示浮点数，精度为12位。

我如何打印一个双值与全精度使用cout?

使用六漂或 使用科学，设定精度

std::cout.precision(std::numeric_limits<double>::max_digits10 - 1);
std::cout << std::scientific <<  1.0/7.0 << '\n';

// C++11 Typical output
1.4285714285714285e-01

---

太多的答案只涉及1)基本的;2)固定的/科学的布局;3)精确的。太多精确的答案并不能提供所需的正确值。这就是对一个老问题的回答。

基础是什么?

double当然是用2进制编码的。c++ 11的一个直接方法是使用std::hexfloat进行打印。 如果非十进制输出是可接受的，我们就完成了。

std::cout << "hexfloat: " << std::hexfloat << exp (-100) << '\n';
std::cout << "hexfloat: " << std::hexfloat << exp (+100) << '\n';
// output
hexfloat: 0x1.a8c1f14e2af5dp-145
hexfloat: 0x1.3494a9b171bf5p+144

---

否则:是固定的还是科学的?

double是浮点类型，不是定点类型。

不要使用std::fixed，因为它不能将小double打印为任何东西，而不是0.000…000。对于大double，它打印许多数字，可能有数百个可疑的信息。

std::cout << "std::fixed: " << std::fixed << exp (-100) << '\n';
std::cout << "std::fixed: " << std::fixed << exp (+100) << '\n';
// output
std::fixed: 0.000000
std::fixed: 26881171418161356094253400435962903554686976.000000 

要完全精确地打印，首先使用std::scientific，它将“以科学计数法编写浮点值”。请注意，小数点后默认有6位数字，数量不足，在下一个点处理。

std::cout << "std::scientific: " << std::scientific << exp (-100) << '\n';  
std::cout << "std::scientific: " << std::scientific << exp (+100) << '\n';
// output
std::scientific: 3.720076e-44
std::scientific: 2.688117e+43

---

有多少精度(总共有多少位数字)?

使用二进制基数2的双精度编码在2的各种幂之间编码相同的精度。通常是53位。

[1.0…2.0)有253种不同的双， [2.0…4.0)有253种不同的双， [4.0…8.0)有253种不同的双， [8.0…10.0)有2/8 * 253个不同的双。

然而，如果代码以N位有效数字的十进制方式打印，则组合的数量[1.0…10.0)为9/10 * 10N。

无论选择什么N(精度)，在双精度文本和十进制文本之间都不会有一对一的映射。如果选择一个固定的N，有时它会略多于或少于某些双精度值的实际需要。我们可能会因为太少(下面a)或太多(下面b)而出错。

3候选人N:

a)使用N，当从文本-双-文本转换时，我们会得到相同的文本。

std::cout << dbl::digits10 << '\n';
// Typical output
15

b)使用N，因此当从double-text-double转换时，我们对所有double都得到相同的double。

// C++11
std::cout << dbl::max_digits10 << '\n';
// Typical output
17

当max_digits10不可用时，请注意，由于以2为基数和以10为基数的属性，digits10 + 2 <= max_digits10 <= digits10 + 3，我们可以使用digits10 + 3来确保打印足够多的十进制数字。

c)使用随数值变化的N。

当代码想要显示最小文本(N == 1)或精确的double值(在denorm_min的情况下N == 1000-ish)时，这可能很有用。然而，由于这是“工作”，不太可能是OP的目标，它将被搁置一边。

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通常是b)用于“完全精确地打印双精度值”。有些应用程序可能倾向于a)错误而不提供太多信息。

使用.scientific， .precision()设置小数点后要打印的位数，因此打印1 + .precision()位数。代码需要max_digits10个总数字，因此.precision()调用max_digits10 - 1。

typedef std::numeric_limits< double > dbl;
std::cout.precision(dbl::max_digits10 - 1);
std::cout << std::scientific <<  exp (-100) << '\n';
std::cout << std::scientific <<  exp (+100) << '\n';
// Typical output
3.7200759760208361e-44
2.6881171418161356e+43
//2345678901234567  17 total digits

相似的C题

以下是我会使用的方法:

std::cout << std::setprecision (std::numeric_limits<double>::digits10 + 1)
          << 3.14159265358979
          << std::endl;

基本上，限制包具有所有内置类型的特性。 浮点数(float/double/long double)的特征之一是digits10属性。这定义了以10为基底的浮点数的精度(我忘记了确切的术语)。

参见:http://www.cplusplus.com/reference/std/limits/numeric_limits.html 查看其他属性。