Печать числа с плавающей запятой в C, избегая повышения вариативного параметра до двойного

Как я могу напечатать (то есть на стандартный вывод) float в C, без повышения его до double при передаче в printf?

Проблема здесь в том, что функции с переменным числом переменных в C преобразуют все параметры float в double, что приводит к двум ненужным преобразованиям. Например, если вы включите -Wdouble-promotion в GCC и скомпилируете

float f = 0.f;
printf("%f", f);

ты получишь

warning: implicit conversion from 'float' to 'double' when passing argument to function

У меня относительно небольшая вычислительная мощность (ARM Cortex-M3 с тактовой частотой 72 МГц), и я определенно испытываю затруднения при выводе данных с плавающей запятой в формате ASCII. Поскольку в архитектуре изначально отсутствует аппаратный FPU, необходимость преобразования между одинарной и двойной точностью не помогает.

Есть ли способ более эффективно печатать поплавок в прямом C?


c floating-point printf promotions
person Xo Wang    schedule 02.04.2011    source источник
comment
Если кто-нибудь столкнется с этим, я закончил тем, что просто использовал base64 для своих данных и декодировал/форматировал/красиво распечатывал все на хост-компьютере. Я также рассматривал Boost::Karma, но это потребовало бы C++, и был хороший шанс что это не спасет меня от размера кода.   -  person Xo Wang    schedule 28.07.2011

Ответы (4)


arrow_upward
9
arrow_downward

Отказ от повышения не спасет вас ни от чего, так как внутренняя double (или, что более вероятно, long double) арифметика printf займет как минимум в 1000 раз больше времени. Точная печать значений с плавающей запятой непроста.

Однако, если вас не волнует точность и вам просто нужно быстро распечатать приблизительные значения, вы можете свернуть свой собственный цикл для выполнения печати. Пока ваши значения не слишком велики, чтобы поместиться в целочисленный тип, сначала преобразуйте и напечатайте недробную часть как целое число, затем вычтите это и умножьте цикл на 10 и снимите целую часть, чтобы напечатать дробную часть по одной цифре за раз (буферизируйте ее в строку для лучшей производительности).

Или вы можете просто сделать что-то вроде:

printf("%d.%.6d", (int)x, (int)((x-(int)x)*1000000));
person R.. GitHub STOP HELPING ICE    schedule 02.04.2011
comment
Я понял, что большинство чисел с плавающей запятой, которые мне нужно было напечатать, находились в диапазоне [0, 1], поэтому я смог округлить их до целых чисел для печати. Это значительно улучшило производительность. - person Xo Wang; 16.04.2011

arrow_upward
5
arrow_downward

К сожалению, printf не поддерживает обработку простых чисел с плавающей запятой.

Это означает, что вам придется написать свою собственную функцию печати. Если вам не нужна полная выразительная мощь printf, вы можете легко преобразовать значение с плавающей запятой в целую часть и часть, представляющую число десятичных знаков, и распечатать обе, используя целые числа.

Если, с другой стороны, вы просто хотите избавиться от предупреждения, вы можете явно привести float к double.

person Lindydancer    schedule 02.04.2011

arrow_upward
2
arrow_downward

Я думаю, что это не имеет значения - printf уже такая трудоемкая неприятная вещь, что эти преобразования не должны иметь значения. Время преобразования float в double должно быть намного меньше, чем преобразование любого числа в ascii (вы должны/могли бы профилировать свой код, чтобы получить окончательный ответ). Единственным оставшимся решением было бы написать собственную пользовательскую процедуру вывода, которая преобразует float-> ascii, а затем использует puts (или что-то подобное).

person flolo    schedule 02.04.2011
comment
Я не согласен. Самая затратная часть преобразования с плавающей запятой в ascii — это деление на 10. И это происходит быстрее, если работать с числом с плавающей запятой, а не с двойным числом. - person edgar.holleis; 02.04.2011
comment
@edgar: Конечно, есть операции с плавающей запятой, которые стоят вдвое больше, чем с плавающей запятой. Но реализация div на 10 зависит от реализации библиотеки. Вы также можете просто работать с битами мантиссы с целочисленными операциями для получения цифр. Это сильно зависит от используемой libc (которая для встроенных обычно не является полной большой реализацией). Вот почему я сказал, что вам нужен профиль для окончательного ответа. И единственный способ избежать — написать собственную функцию. - person flolo; 02.04.2011

arrow_upward
0
arrow_downward

  • Первый подход: используйте ftoa вместо printf. Профиль.

  • Для повышения гибкости вывода я бы зашел в исходный код stdlib вашего компилятора, возможно, в любом случае, производного от gcc, нашел реализацию printf и скопировал соответствующий код для преобразования double -> ascii. Перепишите его в float -> ascii.

  • Затем вручную измените один или два известных сайта вызова на вашу новую (невариативную) версию и профилируйте ее.

  • Если это решит вашу проблему, вы можете подумать о переписывании собственного printf на основе версии из stdlib, в результате чего вместо float вы передаете float*. Это должно избавиться от автоматического продвижения.

person edgar.holleis    schedule 02.04.2011