确保十进制数的字符串 repr 始终为 n 个字符长

Question

我需要确保我的所有十进制数字的长度始终最多为 15 个字符（包括点），同时尽可能保持精度。因此，它必须最多为 15 个字符，包括“.”。科学记数法的“E”和“-”。

我的想法是对大数使用科学计数法，对小数使用四舍五入。

例如，对于 1234567891234567.123456789，我会使用科学计数法，但对于 0.123456789123456789，我会四舍五入。

我寻找可以为我执行此操作的 java 库，但我找不到任何可以让我指定表示的字符总数的库。

感谢任何建议或指点。

编辑：更多想法 - 使用 24000E-18 可以无损失地表示 0.000000000000024 等数字。虽然例如 0.123456789123424 必须遭受一些损失，但这当然会使编写任何类型的简单分支算法变得更加困难。

EDIT2：我们用于传输数据的格式是字母数字格式，并将数据限制为总共 15 个字符。我必须编写代码来满足格式要求，这样才能在不触发格式错误的情况下传输数据，但仍要在限制范围内保持最大精度。

EDIT3：我正在使用它来测试我的功能，但到目前为止，在许多情况下一切都失败了：

  Random rnd = new Random();
  double n = 100000 + rnd.nextDouble() * 900000;
  String res;
  double rangeMin = -123456789123456D;
  double rangeMax = 123456789123456D;
  String val;
  for (int i=1;i<=1000;i++) {
    n = rangeMin + (rangeMax - rangeMin) * rnd.nextDouble();
    val = Double.toString(n);
    res = shorteningFunction(val);
    System.out.println(val + " " + val.length() + " " + res + " " + res.length());
  }

Answer 1

可以使用BigDecimal，对于整数部分BigInteger。

/**
 * @param num number representation.
 * @param max the maximal length the result should have.
 * @return
 */
public static String truncateNumber(String num, int max) {
    num = num.replaceFirst("\\.0*$", "");
    BigDecimal x = new BigDecimal(num);

    // Large numbers - integral part
    String bigI = x.toBigInteger().toString();
    if (bigI.length() > max) {
        int expon10 = bigI.length() - max - 1; // - 1 for E

        // Digits after E:
        if (expon10 == 0) {
            ++expon10;
        } else {
            for (int p = expon10; p > 0; ++p) {
                ++expon10;
                p /= 10;
            }
        }
        x = x.movePointLeft(expon10);
        String plain = x.toPlainString().substring(0, max - 1 - expon10);
        return plain + "E" + expon10;
    }

    // Tiny numbers - 0.000 (as E-1 already requires 3 positions)
    String reprP = x.toPlainString();
    if (reprP.startsWith("-0.00")) {
        return truncateNumber(num.substring(1), max - 1);
    } else if (reprP.startsWith("0.00")) {
        String reprE = x.toEngineeringString(); // Does most work.
        int epos = reprE.indexOf('E');
        String mantissa = reprE.substring(0, epos);
        String exp = reprE.substring(epos);
        return mantissa.substring(0, Math.min(epos, max - exp.length())) + exp;
    }

    // Normal range - assumed in format 123.456, integral part in range
    String simple = x.toPlainString();
    if (simple.length() > max) {
        simple = simple.substring(0, max).replaceFirst("\\.0*$", "");
    }
    return simple;
}

这可能写得更好，以\.0* 结尾的子字符串，尤其是toPlainString 等的一些重复用法。太小的max 也会有害。

num 是否可能以科学/工程符号给出也是开放的。

Answer 2

我不希望发布不起作用的代码，因此我已经删除了杂乱无章的代码。

这是伪代码中的想法：

1. 把它变成一个字符串。
2. 检查长度
3. 循环：
   • 如果长度太长：
   • 删除精度。
   • 把它变成一个字符串。
   • 检查长度。
4. 返回