往返文本和返回文本

Question

使用 Cocoa 或 basic c，如何将双精度数转换为字符串表示形式，然后将其转换回完全相同的双精度数。可读性并不重要，重要的是准确性。 例如，这是否有效：
双 a,b;
a=某个值；
b=[[[NSNumber numberWithDouble:a] stringValue] doubleValue];

Answer 1

[编辑] 实际上，在 C99 中有一种方法可以做到这一点——使用 %a 格式说明符。这会打印出十六进制科学记数法的双精度数，因此不会损失精度。结果是准确的。示例：

double d1 = 3.14159;
char str[64];
sprintf(str, "%a", d1);
// str is now something like "0x1.921f9f01b866ep+1"
...
double d2;
sscanf(str, "%la", &d2);
assert(d2 == d1);

原始答案如下：

---

大多数双精度数到字符串的转换不能保证这一点。您可以尝试以非常高的精度打印双精度型（双精度型可以存储大约 16 位十进制数字），但仍然有很小的机会出现浮点错误：

// Not guaranteed to work:
double d = ...;
char str[64];
sprintf(str, "%.30g", d);
...
double d2;
sscanf(str, "%g", &d2);

这将工作到非常高的精度，但它仍然可能有几个 ULP（最后一位的单位）的错误。

您在做什么，要求您在使用字符串时生成 100% 准确可再现的值？我强烈建议您重新考虑您要做什么。如果您确实需要精确转换，只需将双精度数存储为二进制的 8 个字节即可。如果需要以可打印格式存储，请将二进制数据转换为十六进制（16 字节）或基数 64。

Answer 2

正常的字符串转换几乎不可避免地会损失准确性。如果它必须是一个字符串，您可能需要将其地址放入指向 char 的指针中，然后以十六进制写出各个字节。读回它们的方法类似——从十六进制转换为字节，然后以正确的顺序将字节放入内存中。

Answer 3

要在 Cocoa 中创建和使用“正常”（即十进制）字符串表示形式，请使用 NSString 的 stringWithFormat: 方法 从 生成字符串双，和NSScanner 的 scanDouble: 方法，将字符串转换为 double。

但是，正如杰里·科芬所说，这可能会失去精度。写出原始字节可以在同一台机器上工作，但这不是一种独立于体系结构的方法，因此如果数据从一台机器传输到另一台机器，就会产生问题。

更好的方法是将值包装在 NSNumber 实例中。这是一个有效的属性列表对象。如果使用 NSPropertyListSerialization 类将其编码为二进制 plist，则应保留所有精度并且可供其他机器读取。

Answer 4

实现此目的的一种方法是简单地将字符串表示形式生成为比浮点类型可以处理的更有效的数字；例如，17 位十进制数字足以精确表示 IEEE-754 双精度。这将保证您获得相同的数值（如果您的运行时库的转换例程正确实现），但其缺点是经常为您提供比所需的更多的数字。

Python 3.1 最近添加了一种算法，可以将任何浮点值转换为保证四舍五入为相同值的最短字符串；如果您有兴趣，可以查看实现。不过，它毛茸茸的。

Answer 5

由于嵌入了零，您无法安全地将双精度值复制到“字符串”。假设您的双精度数在内存中保存为 0x43 0x63 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x01 ... 作为 C 字符串，即“Cc”，最后一个 0x01< /code>“丢失”。

您可以将 double 转换为 unsigned char array 并返回

double val = 42.42;
unsigned char val_char[sizeof (double)];

/* ... */

/* copy double to unsigned char array */
memcpy(val_char, &val, sizeof val);

/* ... */

/* copy unsigned char array to double */
memcpy(&val, val_char, sizeof val);

---

打印 unsigned char array，例如

printf("0x%02x", val_char[0]);
for (k = 1; k < sizeof (double); k++) {
    printf(" 0x%02x", val_char[k]);
}
puts("");

并读取

fgets(buf, sizeof buf, stdin);
for (k = 0; k < sizeof (double); k++) {
    long tmp;
    char *buf_end;
    tmp = strtol(buf, buf_end, 0);
    buf = buf_end + 1;
    char_val[k] = tmp;
}

Answer 6

没有办法做到便携。

上面的解决方案——将双精度数重新解释为原始位并打印它们——是一种不错的方法；在相关说明中，如果您需要更高的可读性，您可以将尾数与指数分开并以十进制打印。然而，即使这些也不能保证打印双精度到完美的精度：例如，在 x86 架构上，编译器会经常优化浮点代码以使用 128 位 SSE 寄存器；上述解决方案将其强制写入内存，从而丢失 64 位信息。