c - 如何打印浮点值以供以后以完美的精度进行扫描？

Question

假设我有一个 float 类型的浮点值或 double (即典型机器上的 32 或 64 位)。我想将此值打印为文本(例如打印到标准输出流)，然后在其他一些过程中将其扫描回 - 使用 fscanf()如果我使用 C 语言，或者可能使用 istream::operator>>()如果我使用 C++。但是 - 我需要扫描的浮点数最终与原始值完全相同(直到相同值的等效表示)。此外，打印的值应该很容易阅读 - 对人类来说 - 作为浮点数，即我不想打印 0x42355316 并将其重新解释为 32 位浮点数。
我该怎么做？我假设(C 和 C++)的标准库是不够的，但也许我错了。我想足够数量的十进制数字可能能够保证低于精度阈值的错误 - 但这与保证舍入/截断会按照我想要的方式发生不同。
笔记:

扫描不必完全准确w.r.t。它扫描的值，只有原始值。

如果它更容易，您可以假设该值是一个数字而不是无穷大。

非正常支持是需要的，但不是必需的；如果我们得到一个异常，失败应该是显而易见的。

Answer 1

首先，您应该使用 %a格式为 fprintf和 fscanf .这就是它的设计目的，如果实现使用二进制浮点数，C 标准要求它工作(重现原始数字)。
否则，您应该打印 float至少 FLT_DECIMAL_DIG有效数字和 double至少 DBL_DECIMAL_DIG有效数字。这些常量在 <float.h> 中定义并定义为:

… number of decimal digits, n, such that any floating-point number with p radix b digits can be rounded to a floating-point number with n decimal digits and back again without change to the value,… [b is the base used for the floating-point format, defined in FLT_RADIX, and p is the number of base-b digits in the format.]

例如:

    printf("%.*g\n", FLT_DECIMAL_DIG, 1.f/3);

或者:

#define QuoteHelper(x)  #x
#define Quote(x)        QuoteHelper(x)
…
    printf("%." Quote(FLT_DECIMAL_DIG) "g\n", 1.f/3);

在 C++ 中，这些常量在 <limits> 中定义。如 std::numeric_limits<Type>::max_digits10 ，其中 Type是 float或 double或其他浮点类型。
请注意，C 标准仅建议通过十进制数字进行此类往返；它不需要它。例如，C 2018 5.2.4.2.2 15 在“推荐做法”标题下说:

Conversion from (at least) double to decimal with DECIMAL_DIG digits and back should be the identity function. [DECIMAL_DIG is the equivalent of FLT_DECIMAL_DIG or DBL_DECIMAL_DIG for the widest floating-point format supported in the implementation.]

相反，如果您使用 %a , 和 FLT_RADIX是 2 的幂(意味着实现使用的是 2、16 或 2 的另一个幂的浮点基数)，那么 C 标准要求扫描由 %a 产生的数字的结果。等于原来的数字。