寻找替代snprintf()函数的方法

Question

我想将一个浮点数（例如f=1.234）转换为字符数组（例如s="1.234"）。使用snprintf()很容易实现，但由于某些大小和性能原因，我不能使用它（它是一个嵌入式平台，其中snprintf()因为在内部使用双精度而太慢了）。

那么问题来了：如何轻松地将浮点数转换为字符数组（正负浮点数，没有指数表示，小数点后最多三位数字）？

谢谢！

PS：为了澄清这一点：该平台配备了一个NEON FPU，可以在硬件上执行32位浮点运算，但对64位双精度有些慢。该平台的C库不幸没有特定的NEON / float变体的snprintf，因此我需要一个替代方案。除此之外，整个snprintf / printf功能会增加太多代码大小。

- Elmi

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没有“简单”的选择，唯一的替代方案就是自己编写转换代码。这要么非常低效（使用算术运算），要么非常复杂，并且需要你“了解”平台上浮点数的表示方式。 - user2371524

如何轻松地将浮点数转换为字符数组？可以使用其他人编写的库。但如果您使用低端嵌入式设备且浮点性能成问题，则可能需要考虑改用整数。 - user694733

使用定点数学。例如，数字1.234存储为1234。 - user3386109

乘以1000，截断为整数，至少使用4个字段宽度打印前导零，将小数点放在末尾的第3位。 - Antti Haapala -- Слава Україні

@FelixPalmen，原帖中说（模拟的？）双精度数学运算很慢。 - Antti Haapala -- Слава Україні

Answer 1

对于许多微控制器，可以使用不支持浮点/双精度的简化printf函数。例如，许多平台都有newlib nano，德州仪器提供了ustdlib.c。

使用其中一个非浮点printf函数，您可以将打印拆分为仅使用整数的内容，例如：

float a = -1.2339f;
float b = a + ((a > 0) ? 0.0005f : -0.0005f);
int c = b;
int d = (int)(b * 1000) % 1000;
if (d < 0) d = -d;
printf("%d.%03d\n", c, d);

输出

-1.234

请注意在8位和16位平台上整数溢出的情况。

-编辑- 此外，根据评论，处理舍入边界情况将提供与printf实现不同的答案。

- Lanting

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小心负数：你不想得到“-1.-234”。 - user694733

这个变量很好，但仍然使用了巨大的printf()函数——其中包含了比这里使用的% d更多的转换功能。 - Elmi

当 |a/1000| > INT_MAX 时，这将失败。使用 long long 可以帮助减少问题范围。对于接近 x.xxx5 的值，它也经常舍入不正确。 - chux - Reinstate Monica

这个答案忽略了浮点数计算中舍入的影响。例如，如果a等于3.0004999637603759765625，则输出为“3.001”，但正确的结果应为“3.000”。请注意修正此问题。 - Eric Postpischil

float b = a + ((a > 0) ? 0.0005 : -0.0005); brings in the possibility of double math. Recommend using float constants rather than double ones: float b = a + ((a > 0) ? 0.0005f : -0.0005f); - chux - Reinstate Monica

Answer 2

你可以检查一下你的stdlib是否提供了strfromf，这是一种将float转换为字符串的低级函数，通常由printf和相关函数使用。如果可用，这可能比包含整个stdio lib更轻量级（实际上，这就是60559 C扩展标准中包含它的原因）。

- Chris Dodd