Podwójna konwersja na ciąg bez notacji naukowej

Jak przekonwertować podwójne na reprezentację ciągu zmiennoprzecinkowego bez notacji naukowej w .NET Framework?

„Małe” próbki (efektywne liczby mogą mieć dowolną wielkość, na przykład 1.5E200lub 1e-200):

3248971234698200000000000000000000000000000000
0.00000000000000000000000000000000000023897356978234562

Żaden ze standardowych formatów liczb nie jest taki, a niestandardowy format również nie pozwala na otwarcie liczby cyfr po separatorze dziesiętnym.

To nie jest duplikat Jak przekonwertować podwójną na ciąg bez reprezentacji potęgi 10 (E-05), ponieważ udzielone tam odpowiedzi nie rozwiązują problemu. Przyjętym rozwiązaniem w tym pytaniu było użycie stałego punktu (np. 20 cyfr), czego nie chcę. Formatowanie ze stałym punktem i przycinanie nadmiarowego 0 również nie rozwiązuje problemu, ponieważ maksymalna szerokość dla stałej szerokości to 99 znaków.

Uwaga: rozwiązanie musi poprawnie obsługiwać niestandardowe formaty liczb (np. Inny separator dziesiętny, w zależności od informacji o kulturze).

Edycja: Pytanie dotyczy tak naprawdę tylko wyświetlania wyżej wymienionych liczb. Zdaję sobie sprawę, jak działają liczby zmiennoprzecinkowe i jakie liczby można z nich wykorzystać i obliczyć.

Aby uzyskać rozwiązanie ogólnego przeznaczenia¹, musisz zachować 339 miejsc:

doubleValue.ToString("0." + new string('#', 339))

Maksymalna liczba niezerowych cyfr dziesiętnych wynosi 16. 15 znajduje się po prawej stronie przecinka dziesiętnego. Wykładnik może przesunąć te 15 cyfr maksymalnie o 324 miejsca w prawo. ( Zobacz zakres i precyzję ).

To działa na double.Epsilon, double.MinValue, double.MaxValue, i wszystko pomiędzy.

Wydajność będzie znacznie większa niż w przypadku rozwiązań do manipulacji wyrażeniami regularnymi / ciągami, ponieważ całe formatowanie i praca z ciągami znaków jest wykonywana w jednym przebiegu przez niezarządzany kod CLR. Ponadto kod jest znacznie łatwiejszy do udowodnienia.

Aby zapewnić łatwość użytkowania i jeszcze lepszą wydajność, ustaw ją jako stałą:

public static class FormatStrings
{
    public const string DoubleFixedPoint = "0.###################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################";
}

¹ Aktualizacja: omyłkowo powiedziałem, że to również rozwiązanie bezstratne. W rzeczywistości tak nie jest, ponieważ ToStringjego normalne zaokrąglanie wyświetlania dla wszystkich formatów z wyjątkiem r. Przykład na żywo. Dzięki, @Loathing! Zapoznaj się z odpowiedzią Lothing, jeśli potrzebujesz możliwości przechodzenia w obie strony w notacji stałego punktu (tj. Jeśli używasz .ToString("r")dzisiaj).

Miałem podobny problem i to zadziałało:

doubleValue.ToString("F99").TrimEnd('0')

F99 może być przesadą, ale masz pomysł.

Jest to rozwiązanie do analizy ciągów znaków, w którym numer źródłowy (double) jest konwertowany na ciąg i analizowany na jego składniki składowe. Jest następnie składany przez reguły w reprezentację liczbową o pełnej długości. Uwzględnia również ustawienia regionalne zgodnie z żądaniem.

Aktualizacja : Testy konwersji obejmują tylko jednocyfrowe liczby całkowite, co jest normą, ale algorytm działa również dla czegoś takiego: 239483.340901e-20

using System;
using System.Text;
using System.Globalization;
using System.Threading;

public class MyClass
{
    public static void Main()
    {
        Console.WriteLine(ToLongString(1.23e-2));            
        Console.WriteLine(ToLongString(1.234e-5));           // 0.00010234
        Console.WriteLine(ToLongString(1.2345E-10));         // 0.00000001002345
        Console.WriteLine(ToLongString(1.23456E-20));        // 0.00000000000000000100023456
        Console.WriteLine(ToLongString(5E-20));
        Console.WriteLine("");
        Console.WriteLine(ToLongString(1.23E+2));            // 123
        Console.WriteLine(ToLongString(1.234e5));            // 1023400
        Console.WriteLine(ToLongString(1.2345E10));          // 1002345000000
        Console.WriteLine(ToLongString(-7.576E-05));         // -0.00007576
        Console.WriteLine(ToLongString(1.23456e20));
        Console.WriteLine(ToLongString(5e+20));
        Console.WriteLine("");
        Console.WriteLine(ToLongString(9.1093822E-31));        // mass of an electron
        Console.WriteLine(ToLongString(5.9736e24));            // mass of the earth 

        Console.ReadLine();
    }

    private static string ToLongString(double input)
    {
        string strOrig = input.ToString();
        string str = strOrig.ToUpper();

        // if string representation was collapsed from scientific notation, just return it:
        if (!str.Contains("E")) return strOrig;

        bool negativeNumber = false;

        if (str[0] == '-')
        {
            str = str.Remove(0, 1);
            negativeNumber = true;
        }

        string sep = Thread.CurrentThread.CurrentCulture.NumberFormat.NumberDecimalSeparator;
        char decSeparator = sep.ToCharArray()[0];

        string[] exponentParts = str.Split('E');
        string[] decimalParts = exponentParts[0].Split(decSeparator);

        // fix missing decimal point:
        if (decimalParts.Length==1) decimalParts = new string[]{exponentParts[0],"0"};

        int exponentValue = int.Parse(exponentParts[1]);

        string newNumber = decimalParts[0] + decimalParts[1];

        string result;

        if (exponentValue > 0)
        {
            result = 
                newNumber + 
                GetZeros(exponentValue - decimalParts[1].Length);
        }
        else // negative exponent
        {
            result = 
                "0" + 
                decSeparator + 
                GetZeros(exponentValue + decimalParts[0].Length) + 
                newNumber;

            result = result.TrimEnd('0');
        }

        if (negativeNumber)
            result = "-" + result;

        return result;
    }

    private static string GetZeros(int zeroCount)
    {
        if (zeroCount < 0) 
            zeroCount = Math.Abs(zeroCount);

        StringBuilder sb = new StringBuilder();

        for (int i = 0; i < zeroCount; i++) sb.Append("0");    

        return sb.ToString();
    }
}

Można rzucać doublesię decimal, a następnie zrobić ToString().

(0.000000005).ToString()   // 5E-09
((decimal)(0.000000005)).ToString()   // 0,000000005

Nie przeprowadziłem testów wydajności, które są szybsze, przesyłając z 64-bitowego doublena 128-bitowy decimallub ciąg formatu zawierający ponad 300 znaków. Aha, i mogą wystąpić błędy przepełnienia podczas konwersji, ale jeśli twoje wartości pasują do a, decimalpowinno to działać dobrze.

Aktualizacja: Casting wydaje się być dużo szybszy. Używając przygotowanego ciągu formatującego, jak podano w drugiej odpowiedzi, formatowanie miliona razy zajmuje 2,3 sekundy i rzutowanie tylko 0,19 sekundy. Powtarzalne. To 10x szybciej . Teraz chodzi tylko o zakres wartości.

To, co mam do tej pory, wydaje się działać, ale może ktoś ma lepsze rozwiązanie:

private static readonly Regex rxScientific = new Regex(@"^(?<sign>-?)(?<head>\d+)(\.(?<tail>\d*?)0*)?E(?<exponent>[+\-]\d+)$", RegexOptions.IgnoreCase|RegexOptions.ExplicitCapture|RegexOptions.CultureInvariant);

public static string ToFloatingPointString(double value) {
    return ToFloatingPointString(value, NumberFormatInfo.CurrentInfo);
}

public static string ToFloatingPointString(double value, NumberFormatInfo formatInfo) {
    string result = value.ToString("r", NumberFormatInfo.InvariantInfo);
    Match match = rxScientific.Match(result);
    if (match.Success) {
        Debug.WriteLine("Found scientific format: {0} => [{1}] [{2}] [{3}] [{4}]", result, match.Groups["sign"], match.Groups["head"], match.Groups["tail"], match.Groups["exponent"]);
        int exponent = int.Parse(match.Groups["exponent"].Value, NumberStyles.Integer, NumberFormatInfo.InvariantInfo);
        StringBuilder builder = new StringBuilder(result.Length+Math.Abs(exponent));
        builder.Append(match.Groups["sign"].Value);
        if (exponent >= 0) {
            builder.Append(match.Groups["head"].Value);
            string tail = match.Groups["tail"].Value;
            if (exponent < tail.Length) {
                builder.Append(tail, 0, exponent);
                builder.Append(formatInfo.NumberDecimalSeparator);
                builder.Append(tail, exponent, tail.Length-exponent);
            } else {
                builder.Append(tail);
                builder.Append('0', exponent-tail.Length);
            }
        } else {
            builder.Append('0');
            builder.Append(formatInfo.NumberDecimalSeparator);
            builder.Append('0', (-exponent)-1);
            builder.Append(match.Groups["head"].Value);
            builder.Append(match.Groups["tail"].Value);
        }
        result = builder.ToString();
    }
    return result;
}

// test code
double x = 1.0;
for (int i = 0; i < 200; i++) {
    x /= 10;
}
Console.WriteLine(x);
Console.WriteLine(ToFloatingPointString(x));

Problem z użyciem #.###...###lub F99polega na tym, że nie zachowuje precyzji na końcowych miejscach dziesiętnych, np .:

String t1 = (0.0001/7).ToString("0." + new string('#', 339)); // 0.0000142857142857143
String t2 = (0.0001/7).ToString("r");                         //      1.4285714285714287E-05

Problem DecimalConverter.cspolega na tym, że jest powolny. Ten kod jest tym samym pomysłem, co odpowiedź Sasika, ale dwa razy szybciej. Metoda testu jednostkowego na dole.

public static class RoundTrip {

    private static String[] zeros = new String[1000];

    static RoundTrip() {
        for (int i = 0; i < zeros.Length; i++) {
            zeros[i] = new String('0', i);
        }
    }

    private static String ToRoundTrip(double value) {
        String str = value.ToString("r");
        int x = str.IndexOf('E');
        if (x < 0) return str;

        int x1 = x + 1;
        String exp = str.Substring(x1, str.Length - x1);
        int e = int.Parse(exp);

        String s = null;
        int numDecimals = 0;
        if (value < 0) {
            int len = x - 3;
            if (e >= 0) {
                if (len > 0) {
                    s = str.Substring(0, 2) + str.Substring(3, len);
                    numDecimals = len;
                }
                else
                    s = str.Substring(0, 2);
            }
            else {
                // remove the leading minus sign
                if (len > 0) {
                    s = str.Substring(1, 1) + str.Substring(3, len);
                    numDecimals = len;
                }
                else
                    s = str.Substring(1, 1);
            }
        }
        else {
            int len = x - 2;
            if (len > 0) {
                s = str[0] + str.Substring(2, len);
                numDecimals = len;
            }
            else
                s = str[0].ToString();
        }

        if (e >= 0) {
            e = e - numDecimals;
            String z = (e < zeros.Length ? zeros[e] : new String('0', e));
            s = s + z;
        }
        else {
            e = (-e - 1);
            String z = (e < zeros.Length ? zeros[e] : new String('0', e));
            if (value < 0)
                s = "-0." + z + s;
            else
                s = "0." + z + s;
        }

        return s;
    }

    private static void RoundTripUnitTest() {
        StringBuilder sb33 = new StringBuilder();
        double[] values = new [] { 123450000000000000.0, 1.0 / 7, 10000000000.0/7, 100000000000000000.0/7, 0.001/7, 0.0001/7, 100000000000000000.0, 0.00000000001,
         1.23e-2, 1.234e-5, 1.2345E-10, 1.23456E-20, 5E-20, 1.23E+2, 1.234e5, 1.2345E10, -7.576E-05, 1.23456e20, 5e+20, 9.1093822E-31, 5.9736e24, double.Epsilon };

        foreach (int sign in new [] { 1, -1 }) {
            foreach (double val in values) {
                double val2 = sign * val;
                String s1 = val2.ToString("r");
                String s2 = ToRoundTrip(val2);

                double val2_ = double.Parse(s2);
                double diff = Math.Abs(val2 - val2_);
                if (diff != 0) {
                    throw new Exception("Value {0} did not pass ToRoundTrip.".Format2(val.ToString("r")));
                }
                sb33.AppendLine(s1);
                sb33.AppendLine(s2);
                sb33.AppendLine();
            }
        }
    }
}

Obowiązkowe rozwiązanie oparte na logarytmie. Pamiętaj, że to rozwiązanie, ponieważ wymaga wykonywania obliczeń matematycznych, może nieco zmniejszyć dokładność Twojej liczby. Niezbyt przetestowane.

private static string DoubleToLongString(double x)
{
    int shift = (int)Math.Log10(x);
    if (Math.Abs(shift) <= 2)
    {
        return x.ToString();
    }

    if (shift < 0)
    {
        double y = x * Math.Pow(10, -shift);
        return "0.".PadRight(-shift + 2, '0') + y.ToString().Substring(2);
    }
    else
    {
        double y = x * Math.Pow(10, 2 - shift);
        return y + "".PadRight(shift - 2, '0');
    }
}

Edycja: Jeśli przecinek dziesiętny przecina niezerową część liczby, ten algorytm zakończy się niepowodzeniem. Próbowałem prostego i posunąłem się za daleko.

W dawnych czasach, kiedy musieliśmy pisać własne elementy formatujące, izolowaliśmy mantysę i wykładnik i formatowaliśmy je osobno.

W tym artykule Jona Skeeta ( https://csharpindepth.com/articles/FloatingPoint ) podaje link do swojej procedury DoubleConverter.cs, która powinna robić dokładnie to, co chcesz. Skeet odnosi się również do tego przy wyodrębnianiu mantysy i wykładnika z podwójnej w c # .

Właśnie improwizowałem na powyższym kodzie, aby działał dla ujemnych wartości wykładniczych.

using System;
using System.Text.RegularExpressions;
using System.IO;
using System.Text;
using System.Threading;

namespace ConvertNumbersInScientificNotationToPlainNumbers
{
    class Program
    {
        private static string ToLongString(double input)
        {
            string str = input.ToString(System.Globalization.CultureInfo.InvariantCulture);

            // if string representation was collapsed from scientific notation, just return it:
            if (!str.Contains("E")) return str;

            var positive = true;
            if (input < 0)
            {
                positive = false;
            }

            string sep = Thread.CurrentThread.CurrentCulture.NumberFormat.NumberDecimalSeparator;
            char decSeparator = sep.ToCharArray()[0];

            string[] exponentParts = str.Split('E');
            string[] decimalParts = exponentParts[0].Split(decSeparator);

            // fix missing decimal point:
            if (decimalParts.Length == 1) decimalParts = new string[] { exponentParts[0], "0" };

            int exponentValue = int.Parse(exponentParts[1]);

            string newNumber = decimalParts[0].Replace("-", "").
                Replace("+", "") + decimalParts[1];

            string result;

            if (exponentValue > 0)
            {
                if (positive)
                    result =
                        newNumber +
                        GetZeros(exponentValue - decimalParts[1].Length);
                else

                    result = "-" +
                     newNumber +
                     GetZeros(exponentValue - decimalParts[1].Length);


            }
            else // negative exponent
            {
                if (positive)
                    result =
                        "0" +
                        decSeparator +
                        GetZeros(exponentValue + decimalParts[0].Replace("-", "").
                                   Replace("+", "").Length) + newNumber;
                else
                    result =
                    "-0" +
                    decSeparator +
                    GetZeros(exponentValue + decimalParts[0].Replace("-", "").
                             Replace("+", "").Length) + newNumber;

                result = result.TrimEnd('0');
            }
            float temp = 0.00F;

            if (float.TryParse(result, out temp))
            {
                return result;
            }
            throw new Exception();
        }

        private static string GetZeros(int zeroCount)
        {
            if (zeroCount < 0)
                zeroCount = Math.Abs(zeroCount);

            StringBuilder sb = new StringBuilder();

            for (int i = 0; i < zeroCount; i++) sb.Append("0");

            return sb.ToString();
        }

        public static void Main(string[] args)
        {
            //Get Input Directory.
            Console.WriteLine(@"Enter the Input Directory");
            var readLine = Console.ReadLine();
            if (readLine == null)
            {
                Console.WriteLine(@"Enter the input path properly.");
                return;
            }
            var pathToInputDirectory = readLine.Trim();

            //Get Output Directory.
            Console.WriteLine(@"Enter the Output Directory");
            readLine = Console.ReadLine();
            if (readLine == null)
            {
                Console.WriteLine(@"Enter the output path properly.");
                return;
            }
            var pathToOutputDirectory = readLine.Trim();

            //Get Delimiter.
            Console.WriteLine("Enter the delimiter;");
            var columnDelimiter = (char)Console.Read();

            //Loop over all files in the directory.
            foreach (var inputFileName in Directory.GetFiles(pathToInputDirectory))
            {
                var outputFileWithouthNumbersInScientificNotation = string.Empty;
                Console.WriteLine("Started operation on File : " + inputFileName);

                if (File.Exists(inputFileName))
                {
                    // Read the file
                    using (var file = new StreamReader(inputFileName))
                    {
                        string line;
                        while ((line = file.ReadLine()) != null)
                        {
                            String[] columns = line.Split(columnDelimiter);
                            var duplicateLine = string.Empty;
                            int lengthOfColumns = columns.Length;
                            int counter = 1;
                            foreach (var column in columns)
                            {
                                var columnDuplicate = column;
                                try
                                {
                                    if (Regex.IsMatch(columnDuplicate.Trim(),
                                                      @"^[+-]?[0-9]+(\.[0-9]+)?[E]([+-]?[0-9]+)$",
                                                      RegexOptions.IgnoreCase))
                                    {
                                        Console.WriteLine("Regular expression matched for this :" + column);

                                        columnDuplicate = ToLongString(Double.Parse
                                                                           (column,
                                                                            System.Globalization.NumberStyles.Float));

                                        Console.WriteLine("Converted this no in scientific notation " +
                                                          "" + column + "  to this number " +
                                                          columnDuplicate);
                                    }
                                }
                                catch (Exception)
                                {

                                }
                                duplicateLine = duplicateLine + columnDuplicate;

                                if (counter != lengthOfColumns)
                                {
                                    duplicateLine = duplicateLine + columnDelimiter.ToString();
                                }
                                counter++;
                            }
                            duplicateLine = duplicateLine + Environment.NewLine;
                            outputFileWithouthNumbersInScientificNotation = outputFileWithouthNumbersInScientificNotation + duplicateLine;
                        }

                        file.Close();
                    }

                    var outputFilePathWithoutNumbersInScientificNotation
                        = Path.Combine(pathToOutputDirectory, Path.GetFileName(inputFileName));

                    //Create Directory If it does not exist.
                    if (!Directory.Exists(pathToOutputDirectory))
                        Directory.CreateDirectory(pathToOutputDirectory);

                    using (var outputFile =
                        new StreamWriter(outputFilePathWithoutNumbersInScientificNotation))
                    {
                        outputFile.Write(outputFileWithouthNumbersInScientificNotation);
                        outputFile.Close();
                    }

                    Console.WriteLine("The transformed file is here :" +
                        outputFilePathWithoutNumbersInScientificNotation);
                }
            }
        }
    }
}

Ten kod przyjmuje katalog wejściowy i na podstawie separatora konwertuje wszystkie wartości w notacji naukowej na format liczbowy.

Dzięki

Spróbuj tego:

public static string DoubleToFullString(double value, 
                                        NumberFormatInfo formatInfo)
{
    string[] valueExpSplit;
    string result, decimalSeparator;
    int indexOfDecimalSeparator, exp;

    valueExpSplit = value.ToString("r", formatInfo)
                         .ToUpper()
                         .Split(new char[] { 'E' });

    if (valueExpSplit.Length > 1)
    {
        result = valueExpSplit[0];
        exp = int.Parse(valueExpSplit[1]);
        decimalSeparator = formatInfo.NumberDecimalSeparator;

        if ((indexOfDecimalSeparator 
             = valueExpSplit[0].IndexOf(decimalSeparator)) > -1)
        {
            exp -= (result.Length - indexOfDecimalSeparator - 1);
            result = result.Replace(decimalSeparator, "");
        }

        if (exp >= 0) result += new string('0', Math.Abs(exp));
        else
        {
            exp = Math.Abs(exp);
            if (exp >= result.Length)
            {
                result = "0." + new string('0', exp - result.Length) 
                             + result;
            }
            else
            {
                result = result.Insert(result.Length - exp, decimalSeparator);
            }
        }
    }
    else result = valueExpSplit[0];

    return result;
}

Będąc milionami programistów na całym świecie, zawsze dobrze jest wypróbować wyszukiwanie, jeśli ktoś już wpadł na Twój problem. Czasami rozwiązania są śmieciami, co oznacza, że ​​czas napisać własne, a czasami są świetne, takie jak następujące:

http://www.yoda.arachsys.com/csharp/DoubleConverter.cs

(szczegóły: http://www.yoda.arachsys.com/csharp/floatingpoint.html )

string strdScaleFactor = dScaleFactor.ToString(); // where dScaleFactor = 3.531467E-05

decimal decimalScaleFactor = Decimal.Parse(strdScaleFactor, System.Globalization.NumberStyles.Float);

Mogę się mylić, ale czy tak nie jest?

data.ToString("n");

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dwhawy9k.aspx

Opierając się na tym, co powiedział jcasso, możesz dostosować podwójną wartość, zmieniając wykładnik, tak aby Twój ulubiony format robił to za Ciebie, zastosuj format, a następnie wypełnij wynik zerami, aby skompensować korektę.

myślę, że potrzebujesz tylko iFormat z

ToString(doubleVar, System.Globalization.NumberStyles.Number)

przykład:

double d = double.MaxValue;
string s = d.ToString(d, System.Globalization.NumberStyles.Number);

Moje rozwiązanie polegało na użyciu niestandardowych formatów. Spróbuj tego:

double d;
d = 1234.12341234;
d.ToString("#########0.#########");

To działa dobrze dla mnie ...

double number = 1.5E+200;
string s = number.ToString("#");

//Output: "150000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000"