如何在便携式 C 中将很长的字符串转换为双精度

Question

我想在 C 中以可移植的方式将很长的数字字符串转换为双精度数。在我的例子中，可移植意味着它可以在 Linux 和 Windows 中工作。我的最终目标是能够将一串数字打包成一个 8 字节的双精度和 fwrite/fread to/from 二进制文件。该数字始终是无符号的。

我正在使用此字符串来打包 4 位数字年份、2 位数字月份、2 位数字日期、4 位数字 HH:MM、1 位数字变量和 10 位数字值。因此，尝试将 23 个字节打包成 8 个字节。

我已经尝试了所有标准的东西：

char myNumAsString[] = "1234567890123456789";

char *ptr;
char dNumString[64];
double dNum;


dNum = atol(myNumAsString);
sprintf(dNumString, "%lf", dNum);

dNum = atof(myNumAsString);
sprintf(dNumString, "%lf", dNum);

dNum = strtod(myNumAsString, &ptr);
sprintf(dNumString, "%lf", dNum);

sscanf(myNumAsString, "%lf", &dNum);
sprintf(dNumString, "%lf", dNum);

和 none 这些作品；他们都把最后几个数字四舍五入。有什么便携的方法可以做到这一点？

Answer 1

利用字符串的一部分是时间戳而不是任何数字集。

有60分钟，24小时，365.25days/year，y年，一个数字和10个数字，有60*24*365.25*y*10*pow(10,10)种组合或约5.3e16 * y

一个 8 字节、64 位的数字有 1.8e19 种组合。因此，如果范围年数为 350 或更少（如 1970 至 2320），则适合。

假设是 unix 时间戳，并且 OP 可以将时间字符串转换为 time_t（查看 mktime()）....

time_t epoch = 0;  // Jan 1, 1970, Adjust as needed.

uint64_t pack(time_t t, int digit1, unsigned long long digit10) {
  uint64_t pack = digit1 * 10000000000 + digit10;
  time_t tminutes = (t - epoch)/60;

  pack += tminutes*100000000000;
  return pack;
}

反向打开包装。

或更完整的便携式包装（代码未经测试）

#include <time.h>
// pack 19 digit string
// "YYYYMMDDHHmm11234567890"
uint64_t pack(const char *s) {
  struct tm tm0 = {0};
  tm0.tm_year = 1970 - 1900;
  tm0.tm_mon = 1-1;
  tm0.tm_mday = 1;
  tm0.tm_isdst = -1;
  time_t t0 = mktime(&tm0);  // t0 will be 0 on a Unix system
  struct tm tm = {0};
  char sentinal;
  int digit1;
  unsigned long long digit10;
  if (strlen(s) != 4+2+2+2+2+1+10) return -1;
  if (7 != sscanf(s, "%4d%2d%2d%2d%2d%1d%10llu%c", &tm.tm_year,
          &tm.tm_mon, &tm.tm_mday, &tm.tm_hour, &tm.tm_min,
          &digit1, &digit10, &sentinal)) return -1;
  tm.tm_year -= 1900;
  tm.tm_mon--;
  tm.tm_isdst = -1;
  time_t t = mktime(&tm);

  double diff_sec = difftime(t, t0);
  unsigned long long diff_min= diff_sec/60;
  return diff_min * 100000000000 + digit1*10000000000ull + digit10;
}

Answer 2

只要知道数字不能是任何值，就可以节省一些位。

HH:MM : 0<=HH<=23 <32 : 5 位, 0 <= MM <= 59 <64 : 6 位
DD：1 <= DD <= 31 < 32：5 位
mm（月）：1 <= mm <= 12 < 16：4 位

因此，或者 8 个字节，您只需要少于 3 个字节的 20 位。

YYYY：你真的需要接受 0 到 9999 之间的任何年份吗？？？如果你能把有趣的部分限制在 2 个世纪，8 位就足够了。

所以一个完整的日期只需要 4 个字节而不是 12 个字节。

但是如果你想给它加上一个 10 位数字 + 1 个变量，那将不会出现在剩下的 4 个字节中，因为最大的 uint32_t 是 4294967295 足够任何 9 位数字和大约一半10 位数字。

如果 32 年足够，您最多可以表示 34359738360，即 10 位数字和一个取值 0 1 或 2 的变量

让我们看得更准确；转换将是：

uint64_t timestamp;
uint8_t minute(uint64_t timestamp) { return timestamp & 0x3f; }
uint8_t hour(uint64_t timestamp) { return (timestamp >> 6) & 0x1f; }
uint8_t day(uint64_t timestamp) { return (timestamp >> 11) & 0x1f; }
uint8_t month(uint64_t timestamp) { return (timestamp >> 16) & 0x1f; }
uint8_t year(uint64_t timestamp) { return orig_year + ((timestamp >> 20) & 0x3f); } // max 64 years
uint64_t ten_digits(uint64_t timestamp) { return orig_year + ((timestamp >> 26) & 0x7FFFFFFFF); }
uint8_t var(uint64_t timestamp) { return (timestamp >> 61) & 0x7); } // 8 values for the one digit variable

如果一位数变量只能接受 4 个值，则结束部分变为：

uint8_t year(uint64_t timestamp) { return orig_year + ((timestamp >> 20) & 0x7f); } // max 128 years
uint64_t ten_digits(uint64_t timestamp) { return orig_year + ((timestamp >> 27) & 0x7FFFFFFFF); }
uint8_t var(uint64_t timestamp) { return (timestamp >> 61) & 0x3); } // 4 values for the one digit variable

如果计算一个纪元以来的绝对分钟数，您甚至可以节省一些位，但计算会复杂得多。

如何在便携式 C 中将很长的字符串转换为双精度

How convert very long string to double in portable C

c

atof

strtod