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c - %g printf 说明符究竟是什么意思？

问题描述

说明%g符的行为似乎与大多数来源记录它的行为方式不同。

printf根据我发现的大多数来源，在使用说明符的多种语言中，说明%g符应该等同于%f或%e- 任何一个会为提供的值产生更短的输出。例如，在写这个问题的时候，cplusplus.com 说说明g符的意思是：

使用最短的表示：%e或%f

PHP手册说这意味着：

g - 更短的%e和%f。

这是一个堆栈溢出的答案，声称

%g使用最短的表示。

还有一个 Quora 的回答声称：

%g打印这两种表示中最短的数字

但这种行为并不是我在现实中看到的。如果我编译并运行这个程序（作为 C 或 C++ - 它是一个在两者中具有相同行为的有效程序）：

#include <stdio.h>

int main(void) {
    double x = 123456.0;
    printf("%e\n", x);
    printf("%f\n", x);
    printf("%g\n", x);
    printf("\n");

    double y = 1234567.0;
    printf("%e\n", y);
    printf("%f\n", y);
    printf("%g\n", y);
    return 0;
}

...然后我看到这个输出：

1.234560e+05
123456.000000
123456

1.234567e+06
1234567.000000
1.23457e+06

显然，%g输出不完全匹配其中一个或以上的%e或%f输出。更重要的是，它看起来也不是最小化输出长度；如果它没有以科学记数法打印，则可以更简洁地格式化。xy%gyx

我上面引用的所有消息来源都是在骗我吗？

我在支持这些格式说明符的其他语言中看到了相同或相似的行为，这可能是因为它们在后台调用了printfC 函数系列。例如，我在 Python 中看到了这个输出：

>>> print('%g' % 123456.0)
123456
>>> print('%g' % 1234567.0)
1.23457e+06

在 PHP 中：

php > printf('%g', 123456.0);
123456
php > printf('%g', 1234567.0);
1.23457e+6

在红宝石中：

irb(main):024:0* printf("%g\n", 123456.0)
123456
=> nil
irb(main):025:0> printf("%g\n", 1234567.0)
1.23457e+06
=> nil

控制这个输出的逻辑是什么？

标签： cfloating-pointlanguage-agnosticprintfformat-specifiers

解决方案

这是C11 标准中g/说明符的完整描述：G

根据转换的值和精度，表示浮点数的双f精度参数以样式或e（或以样式F或E在G 转换说明符的情况下）进行转换。如果不为零，则令P等于精度，如果省略精度，则令 P 等于 6，如果精度为零，则令 P 等于 1。然后，如果带有样式的转换E的指数为X：

     如果P > X ≥ −4，则转换为样式f(or F) 和精度P − (X + 1)。
     否则，转换为样式e(or E) 和精度P − 1。

最后，除非使用#标志，否则将从结果的小数部分删除任何尾随零，如果没有剩余小数部分，则删除小数点字符。

表示无穷大或 NaN的双f参数以orF 转换说明符的样式进行转换。

这种行为有点类似于简单地使用 and 中的最短表示%f，%e但不是等效的。有两个重要的区别：

  • 使用 时，尾随零（可能还有小数点）会被去除%g，这可能导致说明符的输出与任何一个或将产生的%g内容不完全匹配。 %f%e
  • 关于是否使用%f-style 或%e-style 格式的决定纯粹基于%e-style 表示法中所需的指数大小，而不直接取决于哪种表示会更短。在几种情况下，此规则会导致%g选择更长的表示形式，例如问题中显示的%g使用科学记数法的情况，即使这会使输出的 4 个字符比需要的长。

如果 C 标准的措辞难以解析，Python 文档提供了相同行为的另一种描述：

一般格式。对于给定的精度p >= 1，这会将数字四舍五入为p有效数字，然后根据其大小将结果格式化为定点格式或科学记数法。

精确的规则如下：假设用表示类型'e'和精度格式化的结果p-1将具有 exponent exp。然后如果-4 <= exp < p，数字被格式化为表示类型'f'和精度 p-1-exp。否则，数字将使用presentation type'e'和precision进行格式化p-1。在这两种情况下，从有效数字中删除无关紧要的尾随零，如果小数点后面没有剩余数字，则也将删除小数点。

无论精度如何，正负无穷、正负零和 nan 的格式分别为、inf、-inf和 。0-0nan

的精度0被视为等同于 的精度1。默认精度为6.

互联网上的许多消息来源声称%g只选择最短的%e并且%f完全是错误的。

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