没有科学记数法或尾随零的双倍字符串，有效

Question

这个例程被调用了无数次来创建充满数字的大型 csv 文件。有没有更有效的方法？

    static std::string dbl2str(double d)
    {
        std::stringstream ss;
        ss << std::fixed << std::setprecision(10) << d;              //convert double to string w fixed notation, hi precision
        std::string s = ss.str();                                    //output to std::string
        s.erase(s.find_last_not_of('0') + 1, std::string::npos);     //remove trailing 000s    (123.1200 => 123.12,  123.000 => 123.)
        return (s[s.size()-1] == '.') ? s.substr(0, s.size()-1) : s; //remove dangling decimal (123. => 123)
    }

Answer 1

在开始之前，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做到这一点。知道你把它称为无数次是很好的，但是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使你的程序性能提高 1% 以上。如果是这种情况，您的问题的答案将是“出于您的目的，否，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 的条件，因此我认为通常您会在返回时获得一份副本。所以我要做的第一个改变是将最后一行替换为：

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

但如果性能是一个严重的问题，那么我会这样做。我不保证这是最快的，但它避免了一些不必要的分配和复制问题。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 中得到保证。在 C++03 中不能保证，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。如果性能真的很重要，那么我认为做出这种不可移植的假设是合理的，因为直接写入字符串可以节省以后复制到字符串的操作。

s.pop_back() 是 C++11 的表达方式s.erase(s.end()-1)，而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，而是将您的s 调整为std::numeric_limits<double>::max_exponent10 + 14 之类的值（基本上，-DBL_MAX 的长度需要）。问题是这分配和归零的内存比通常需要的多得多（IEEE double 为 322 字节）。我的直觉是这将比第一次调用snprintf 慢，更不用说在调用者将字符串返回值保持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 计算所需大小的合理严格的上限，并且可能比snprintf 精确计算的速度更快。

最后，可能是你可以通过改变函数接口来提高性能。例如，您可以附加到调用者传入的字符串，而不是返回一个新字符串：

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，多次调用你的函数（可能在其间附加其他字符串），然后将生成的数据块一次全部写入文件，除了reserve。 “Plenty”不必是整个文件，一次可以是一行或“段落”，但任何避免大量内存分配的东西都是潜在的性能提升。

Answer 2

在速度或简洁方面效率高？

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，最多可格式化 16 位有效数字，不带尾随零。

Answer 3

• 使用snprintf 和char 的数组代替stringstream 和string
• 将指向char 缓冲区的指针传递给它打印到的dbl2str（以避免在返回时调用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;
  }