如何在C++语言中对浮点数进行格式化处理

本文章将讲解如何在C++语言中用最简单的方法来控制小数位，怎样对程序中的浮点数据进行"整齐"地格式化！下面接着往下看：

问题的引出

如有一个函数，其可接受一个long double参数，并将参数转换为字符串，结果字符串应保留两位小数，例如，浮点值123.45678应该生成"123.45"这样的字符串。表面上看来这是一个意义不大的编程问题，然而，如果真要在实际中派上用场，函数应设计为具有一定弹性，以允许调用者指定小数位数。另外，函数也应该能够处理各种异常情况，如像123.0或123这样的整数。

在开始之前，先看一下编写"优雅"C++代码时的两句"真言"：

"真言"1：无论何时需要格式化一个数值，都应先转换为一个字符串。这样可保证每位数刚好占据一个字符。

字串4

"真言"2：在需要转换为字符串时，请使用<sstream>库。

转换函数的接口非常简洁：第一个参数是需被格式化的数值；第二个参数代表小数点后显示的小数位，且应该具有一个默认值；返回值为一个string类型：

string do_fraction（long double value， int decplaces=3）；

注意，第二个参数代表的小数位数中包括了小数点，因此，两位小数需要默认值为3.

精度问题

当然，第一步是把long double值转换为一个string，使用标准C++库<sstream>简直是手到擒来。然而，有一件事情必须引起注意，因为某些原因， stringstream对象默认精度为6，而许多程序员错误地把"精度"理解为小数的位数，这是不正确的，精度应指代全部位数。因而，数字 1234.56可安全地通过默认精度6来表示，但12345.67会被截断为12345.6.这样的话，如果你有一个非常大的数，如1234567.8，它的结果会静悄悄地转换为科学记数法：1.23457e+06，这显然不是我们想要的。为避免这样的麻烦，在开始转换之前，应把默认精度设为最大。

字串8为得到long double能表示的最大位数，可使用<limits>库：

string do_fraction(long double value, int decplaces=3)
{
int prec=numeric_limits<long double>::digits10; // 18
ostringstream out;
out.precision(prec);//覆盖默认精度
out<<value;
string str= out.str(); //从流中取出字符串数值现在存储在str中，等待格式化。

小数点的位置

要进行格式化，首先要确定小数点的位置，如果小数位多于decplaces，do_fraction（）会删除多余的。

要定位小数位，可使用string：：find（），在STL算法中使用了一个常量来代表"数值未找到"，在字符串中，这个常量为string：：npos：

字串4
char DECIMAL_POINT='.'; // 欧洲用法为','
size_t n=str.find(DECIMAL_POINT);
if ((n!=string::npos)//是否有小数点呢？
{
//检查小数的位数
}

如果没有小数点，函数直接返回字符串，否则，函数将继续检查小数位是否多于decplaces.如果是，小数部分将会被截断：

size_t n=str.find(DECIMAL_POINT);
if ((n!=string::npos)//有小数点吗？
&&(str.size()> n+decplaces)) //后面至少还有decplaces位吗？

//在小数decplaces位之后写入nul
str[n+decplaces]='\0';

最后一行覆盖了多余的小数位，它使用了\0常量来截断字符串，要注意，string对象的数据可以包含nul字符；而字符串的实际长度由size（）的返回值决定。因此，你不能假定字符串已被正确地格式化，换句话来说，如果在str中原来为"123.4567"，在插入\0常量之后，它变成了 "123.45\07"，为把str缩减为"123.45"，一般可使用自交换的方法：

str.swap（string（str.c_str（）））；//删除nul之后的多余字符

那它的原理是什么呢？函数string：：c_str（）返回一个const char *代表此字符串对象，而这个值被用作一个临时string对象的初始化值，接着，临时对象又被用作str.swap（）的参数，swap（）会把值 "123.45"赋给str.一些老一点的编译器不支持默认模板参数，可能不会让swap（）通过编译，如果是这样的话，使用手工交换来代替：

string temp=str.c_str();
str=temp;

　　代码虽不是很"优美"，但能达到目的就行。以下是do_fraction()的完整代码：

string do_fraction(long double value, int decplaces=3)
{
　ostringstream out;
　int prec=
　numeric_limits<long double>::digits10; // 18

　out.precision(prec);//覆盖默认精度
　out<<value;
　string str= out.str(); //从流中取出字符串
字串8
　size_t n=str.find(DECIMAL_POINT);
　if ((n!=string::npos) //有小数点吗？
　&& (str.size()> n+decplaces)) //后面至少还有decplaces位吗？
　{
　　str[n+decplaces]='\0';//覆盖第一个多余的数
　}

　str.swap(string(str.c_str()));//删除nul之后的多余字符

　return str;
}

如果不想通过传值返回一个string对象，还可增加一个参数，把str对象以引用传递：

void do_fraction（long double value， string & str， int decplaces=3）；

从个人的角度来讲，还是倾向于让编译器做这样的优化，另外，使用传值返回，还可以让你以下面这种方式使用do_fraction（）：

cout << funct（123456789.69999001） << '\t' << funct（12.011）<<endl；

输出：

123456789.69 12.01

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