双精度字符串，无需科学记数法或尾随零，高效

问题描述 投票：0回答：3

此例程被调用无数次，以创建充满数字的大型 CSV 文件。有没有更有效的方法来做到这一点？

static std::string dbl2str(double d)
{
    std::stringstream ss;

    //convert double to string w fixed notation, hi precision
    ss << std::fixed << std::setprecision(10) << d;
    
    //output to std::string
    std::string s = ss.str();
                                
    //remove trailing 000s (123.1200 => 123.12,  123.000 => 123.)
    s.erase(s.find_last_not_of('0') + 1, std::string::npos);

    //remove dangling decimal (123. => 123)
    return (s[s.size()-1] == '.') ? s.substr(0, s.size()-1) : s; 
}
c++ stringstream
3个回答
10
投票

开始之前，请检查此功能是否花费了大量时间。通过使用分析器或其他方式进行测量来完成此操作。知道你调用它无数次固然很好，但如果你的程序仍然只在这个函数上花费了 1% 的时间，那么你在这里所做的任何事情都不可能将程序的性能提高超过 1%。如果是这种情况，您的问题的答案将是“就您的目的而言，不，此功能无法显着提高效率，如果您尝试，您就是在浪费时间”。

首先，避免

s.substr(0, s.size()-1)
。这会复制大部分字符串 并且 它使您的函数不符合 NRVO 的资格，所以我认为通常您会在返回时得到一份副本。所以我要做的第一个更改是将最后一行替换为：

if(s[s.size()-1] == '.') {
    s.erase(s.end()-1);
}
return s;

但是如果性能是一个严重问题，那么我会这样做。我并不保证这是最快的，但它避免了不必要的分配和复制的一些问题。任何涉及 

stringstream
的方法都需要从字符串流复制到结果，因此我们需要一个更底层的操作，
snprintf
。

static std::string dbl2str(double d)
{
    size_t len = std::snprintf(0, 0, "%.10f", d);
    std::string s(len+1, 0);
    // technically non-portable, see below
    std::snprintf(&s[0], len+1, "%.10f", d);
    // remove nul terminator
    s.pop_back();
    // remove trailing zeros
    s.erase(s.find_last_not_of('0') + 1, std::string::npos);
    // remove trailing point
    if(s.back() == '.') {
        s.pop_back();
    }
    return s;
}

对 

snprintf
的第二次调用假定 
std::string
使用连续存储。这在 C++11 中得到了保证。在 C++03 中不能保证这一点，但对于 C++ 委员会已知的所有积极维护的 
std::string
实现都是如此。如果性能确实很重要，那么我认为做出不可移植的假设是合理的，因为直接写入字符串可以节省稍后复制到字符串中的操作。

s.pop_back()
是 
s.erase(s.end()-1)
的 C++11 表达方式，
s.back()
是 
s[s.size()-1]

对于另一个可能的改进，您可以摆脱对

snprintf
的第一次调用，而是将
s
的大小设置为像
std::numeric_limits<double>::max_exponent10 + 14
这样的某个值（基本上，
-DBL_MAX
需要的长度）。问题在于，这分配和置零的内存远多于通常需要的内存（IEEE 双精度数为 322 字节）。我的直觉是，这将比第一次调用 
snprintf
慢，更不用说在字符串返回值被调用者保留一段时间的情况下浪费内存。但你总是可以测试它。

或者，

std::max((int)std::log10(d), 0) + 14
计算所需大小的相当严格的上限，并且可能比 
snprintf
精确计算它更快。

最后，或许可以通过改变功能接口来提升性能。例如，您可以附加到调用者传入的字符串，而不是返回新字符串：

void append_dbl2str(std::string &s, double d) {
    size_t len = std::snprintf(0, 0, "%.10f", d);
    size_t oldsize = s.size();
    s.resize(oldsize + len + 1);
    // technically non-portable
    std::snprintf(&s[oldsize], len+1, "%.10f", d);
    // remove nul terminator
    s.pop_back();
    // remove trailing zeros
    s.erase(s.find_last_not_of('0') + 1, std::string::npos);
    // remove trailing point
    if(s.back() == '.') {
        s.pop_back();
    }
}

然后调用者可以 

reserve()
足够的空间，多次调用您的函数（可能在其间附加其他字符串），并将结果数据块一次性写入文件，除了 
reserve 之外，无需任何内存分配
。 “充足”不一定是整个文件，它可以一次是一行或“段落”，但任何避免无数内存分配的东西都是潜在的性能提升。

5
投票

在速度或简洁性方面高效？

char buf[64];
sprintf(buf, "%-.*G", 16, 1.0);
cout << buf << endl;

显示“1”。在恢复为科学记数法之前，格式化最多 16 位有效数字，不带尾随零。

1
投票
  • 使用 
    snprintf
    和一组 
    char
    代替 
    stringstream
    和 
    string
  • 将指向 
    char
    缓冲区的指针传递给其打印的 dbl2str （以避免返回时调用 
    string
    的复制构造函数）。将要打印的字符串组装到字符缓冲区中（或在调用时将字符缓冲区转换为字符串或将其添加到现有字符串中）

  • 在头文件中声明函数

    inline

    #include <cstdio>
inline void dbl2str(char *buffer, int bufsize, double d)
{
  /** the caller must make sure that there is enough memory allocated for buffer */
  int len = snprintf(buffer, bufsize, "%lf", d);

  /* len is the number of characters put into the buffer excluding the trailing \0
     so buffer[len] is the \0 and buffer[len-1] is the last 'visible' character */

  while (len >= 1 && buffer[len-1] == '0')
    --len;

  /* terminate the string where the last '0' character was or overwrite the existing
     0 if there was no '0' */
  buffer[len] = 0;

  /* check for a trailing decimal point */
  if (len >= 1 && buffer[len-1] == '.')
    buffer[len-1] = 0;
}
最新问题
© www.soinside.com 2019 - 2024. All rights reserved.