在日常編程中--包括對話方塊、關聯式資料庫、金融程式、SMS程式及一切處理資料檔案的程式,需要控制小數點後的小數位的情況非常普遍,本文中將要講 解如何用簡單的方法來控制小數位,另外,還要揭開字串及資料精度的一點點小秘密。
問題的引出
如有一個函數,其可接受一個long double參數,並將參數轉換為字串,結果字串應保留兩位小數,例如,浮點值123.45678應該產生“123.45”這樣的字串。表面上看來 這是一個意義不大的編程問題,然而,如果真要在實際中派上用場,函數應設計為具有一定彈性,以允許調用者指定小數位元。另外,函數也應該能夠處理各種異常 情況,如像123.0或123這樣的整數。
在開始之前,先看一下編寫“優雅”C++代碼時的兩句“真言”:
“真言”1:無論何時需要格式化一個數值,都應先轉換為一個字串。這樣可保證每位元剛好佔據一個字元。
“真言”2:在需要轉換為字串時,請使用庫。
轉換函式的介面非常簡潔:第一個參數是需被格式化的數值;第二個參數代表小數點後顯示的小數位,且應該具有一個預設值;傳回值為一個string類 型:
string do_fraction(long double value, int decplaces=3);
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注意,第二個參數代表的小數位元中包括了小數點,因此,兩位小數需要預設值為3。
精度問題
當然,第一步是把long double值轉換為一個string,使用標準C++庫簡直是手到擒來。然而,有一件事情必須引起注意,因為某些原 因,stringstream對象預設精度為6,而許多程式員錯誤地把“精度”理解為小數的位元,這是不正確的,精度應指代全部位元。因而,數字 1234.56可安全地通過預設精度6來表示,但12345.67會被截斷為12345.6。這樣的話,如果你有一個非常大的數,如1234567.8, 它的結果會靜悄悄地轉換為科學記號標記法:1.23457e+06,這顯然不是我們想要的。為避免這樣的麻煩,在開始轉換之前,應把預設精度設為最大。
為 得到long double能表示的最大位元,可使用庫:
string do_fraction(long double value, int decplaces=3) { int prec=numeric_limits::digits10; // 18 ostringstream out; out.precision(prec);//覆蓋預設精度 out<<value; string str= out.str(); //從流中取出字串 數值現在儲存在str中,等待格式化。
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小數點的位置
要進行格式化,首先要確定小數點的位置,如果小數位多於decplaces,do_fraction()會刪除多餘的。
要定位小數位,可使用string::find(),在STL演算法中使用了一個常量來代表“數值未找到”,在字串中,這個常量為 string::npos:
char DECIMAL_POINT='.'; // 歐洲用法為','
size_t n=str.find(DECIMAL_POINT); if ((n!=string::npos)//是否有小數點呢? { //檢查小數的位元 }
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如果沒有小數點,函數直接返回字串,否則,函數將繼續檢查小數位是否多於decplaces。如果是,小數部分將會被截斷:
size_t n=str.find(DECIMAL_POINT); if ((n!=string::npos)//有小數點嗎? &&(str.size()> n+decplaces)) //後面至少還有decplaces位嗎?
//在小數decplaces位之後寫入nul str[n+decplaces]='\0';
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最後一行覆蓋了多餘的小數位,它使用了\0常量來截斷字串,要注意,string對象的資料可以包含nul字元;而字串的實際長度由 size()的傳回值決定。因此,你不能假定字串已被正確地格式化,換句話來說,如果在str中原來為“123.4567”,在插入\0常量之後,它變 成了“123.45\07”,為把str縮減為“123.45”,一般可使用自交換的方法:
str.swap(string(str.c_str()) );//刪除nul之後的多餘字元
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那它的原理是什麼呢?函數string::c_str()返回一個const char *代表此字串對象,而這個值被用作一個臨時string對象的初始化值,接著,臨時對象又被用作str.swap()的參數,swap()會把值 “123.45”賦給str。一些老一點的編譯器不支援預設範本參數,可能不會讓swap()通過編譯,如果是這樣的話,使用手工交換來代替:
string temp=str.c_str(); str=temp;
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代碼雖不是很“優美”,但能達到目的就行。以下是do_fraction()的完整代碼:
string do_fraction(long double value, int decplaces=3) { ostringstream out; int prec= numeric_limits::digits10; // 18
out.precision(prec);//覆蓋預設精度 out<<value; string str= out.str(); //從流中取出字串 size_t n=str.find(DECIMAL_POINT); if ((n!=string::npos) //有小數點嗎? && (str.size()> n+decplaces)) //後面至少還有decplaces位嗎? { str[n+decplaces]='\0';//覆蓋第一個多餘的數 }
str.swap(string(str.c_str()));//刪除nul之後的多餘字元
return str; }
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如果不想通過傳值返回一個string對象,還可增加一個參數,把str對象以引用傳遞:
void do_fraction(long double value, string & str, int decplaces=3);
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從個人的角度來講,還是傾向於讓編譯器做這樣的最佳化,另外,使用傳值返回,還可以讓你以下面這種方式使用do_fraction():
cout << funct(123456789.69999001) << '\t' << funct(12.011)<<endl;
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輸出:123456789.69 12.01