c - sprintf 格式化 : fixed number of characters, 小数位数可变

Question

我是looking对于类似 sprintf 的格式字符串，它将格式化具有可变 小数位数但固定 字符总数的 float (例如， 3)、为了提供最大限度的信息。例如:

0      ->  `.00` or `0.0` or `  0`
0.124  ->  `.12`
0.357  ->  `.36`
1.788  ->  `1.8`
9.442  ->  `9.4`
10.25  ->  `10.` or ` 10`
75.86  ->  `76.` or ` 76`
99.44  ->  `99.` or ` 99`
100.0  ->  `100`

(是的，我的数字都是 0 到 100 的 float )

如何实现？
这种定宽格式化是用sprintf格式化字符串语言实现的吗？

Answer 1

Is this kind of fixed-width formatting implemented in sprintf format string language?

没有。

How to achieve this?

为了满足 OP 的目标，代码可以分析 float f 的范围尝试使用最大信息进行打印。

以 "%.*f" 开头控制 . 之后的位数.

一个常见的陷阱发生在值略低于 10 的幂时，它会四舍五入并导致输出中出现另一个数字。

代码可以尝试针对 f < 0.995f 进行测试而不是 f < 1.0例如，鉴于浮点的二进制性质，这会导致失败的极端情况。

最好根据 1.0、10.0 等精确常数测试范围

下面最多尝试两次 sprintf() .第二次尝试使用那些讨厌的值，这些值刚好低于 10 的幂。

#include <assert.h>
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <string.h>

void iago_sprint1(char *dest, int len, float f) {
  if (f < 1.0) {
    char buf[len + 2];
    //printf("p1\n");
    snprintf(buf, sizeof buf, "%.*f", len - 1, f);
    if (buf[0] == '0') {
      strcpy(dest, buf + 1);
      return;
    }
  }
  float limit = 10.0;
  int prec = len - 2;

  while (prec >= -1) {
    if (f < limit) {
      char buf[len + 2];
      //printf("p2\n");
      int cnt = snprintf(buf, sizeof buf, "%.*f", prec < 0 ? 0: prec, f);
      if (cnt <= len) {
        strcpy(dest, buf);
        return;
      }
    }
    prec--;
    limit *= 10;
  }
  assert(0); // `f` was out of range
}

#define N 3
int main(void) {
  float f[] = {0, 0.124f, 0.357f, 1.788f, 9.442f, 10.25f, 75.86f, 99.44f,
      100.0f, 99.999f, 9.9999f, .99999f, .099999f, 1.04f, 1.06f};
  char line[N + 1];

  for (unsigned i = 0; i < sizeof f / sizeof *f; i++) {
    //snprintf(line, sizeof line, "%#*g", N, f[i]);
    //puts(line);

    iago_sprint1(line, N, f[i]);
    puts(line);
  }
}

输出

.00
.12
.36
1.8
9.4
10
76
99
100
100
10
1.0
.10
1.0
1.1

---

预计算精度需要陷阱

代码是否应该尝试预先计算只有 1 所需的精度 sprintf()调用，计算需要像 sprintf() 一样推断精度确实 - 实际上代码正在重新执行 sprint()` 工作。

考虑 len==3和 float x = 9.95f; .作为二进制 float并不准确表示，它的值恰好高于或低于 9.95¹。如果在下方，则字符串应为 "9.9" ，如果在上面，"10." .如果代码有 double x = 9.95; (同样不能完全表示)输出可能不同。如果代码使用 float ，但是FLT_EVAL_MODE > 1 ，实际传递的值可能不是预期的 float 9.95 .

Precision-->  .1   .0 
9.94001...   "9.9"  "10."
9.94999...   "9.9"  "10." // Is this 9.95f
9.95001...   "10.0" "10." // or this?
9.95999...   "10.0" "10."

新的和改进的

我重新编写并简化了代码 - 在接受之后。

技巧 是用 "%*.f" 打印基于 f 的 10 次方计算的精度到一个缓冲区 比目标宽一个 - 假设由于四舍五入而没有进位到另一个数字。

10 的幂计算可以用一个小循环精确地完成。

当主角是 0 时, 它不需要像 "0.xx" 中那样--> ".xx" .

否则由于四舍五入而没有进位到另一个数字，字符串适合并且我们完成了。

否则为进位，则最后一个字符为 '.'或 '0'小数点后，所以不需要。这发生在 f 时刚好低于 10 的幂，但打印版本四舍五入到 10 的幂。因此只复制长度为 1 的数字。

// `len` number of characters to print
// `len+1` is the size of `dest`
void iago_sprint3(char *dest, int len, float f) {
  assert(len >= 1);
  int prec = len - 1;
  float power10 = 1.0;
  while (f >= power10 && prec > 0) {
    power10 *= 10;
    prec--;
  }

  char buf[len + 2];
  int cnt = snprintf(buf, sizeof buf, "%.*f", prec, f);
  assert (cnt >= 0 && cnt <= len + 1);
  if (buf[0] == '0') {
      strcpy(dest, buf + 1);
      return;
    }
  strncpy(dest, buf, (unsigned) len);
  dest[len] = 0;
}

---

¹ 典型 float 9.95f正是

9.94999980926513671875    

典型 double 9.95正是

9.949999999999999289457264239899814128875732421875