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mpmath高精度浮点数四则运算、比较、格式化简单封装 [复制链接]

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离线XChinux
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只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2012-09-22
在PHP中常用到bcmath库的bc_add, bc_sub, bc_mul, bc_div, bc_comp等函数以进行金钱计算，以保证精度，在Qt/C++中以前一直没有专门处理过，现在遇到一个应用，使用double计算会出现不可完全避免的误差，所以对GMP库的浮点数四则运算进行了下简单封装。

附件中共有下面几个文件：
libgmp\gmp.h                   Win32 GMP库(4.1.0)头文件
libgmp\gmp.lib                  Win32 GMP库(4.1.0).lib文件
libgmp\gmp.dll                  Win32 GMP库(4.1.0).dll文件
mpmath.hpp
mpmath.cpp

如果是Linux下，那直接将libgmp-dev包安装上即可，或者可到官网http://gmplib.org下载自行编译（在Windows下编译比较麻烦，所以附件中提供了现成库），mpmath.hpp中的函数的数字参数，都是字符串型的（char *, std::string, QString）十进制数字，共有六类函数：

mp_add(arg1, arg2, prec)                          //return arg1 + arg2，结果保留prec位小数
mp_sub(arg1, arg2, prec)                          //return arg1 - arg2, 结果保留prec位小数
mp_mul(arg1, arg2, prec)                          //return arg1 * arg2, 结果保留prec位小数
mp_div(arg1, arg2, prec)                           //return arg1 / arg2, 结果保留prec位小数，如果arg2为0，则返回空字符串
mp_fmt(arg, prec, show_thousand_digit_symbol = false)                   //将arg格式化显示，保留prec位小数，第三个参数表示是否显示千分位
mp_comp(arg1, arg2)                              //比较arg1和arg2，小于、等于、大于时分别返回-1, 0, 1

mpmath.hpp和mpmath.cpp的代码跟帖附上。
附件: mpmath.zip (131 K) 下载次数:62
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离线XChinux
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只看该作者 1楼 发表于: 2012-09-22
mpmath.hpp
复制代码
  1. /**
  2. * mpmath浮点数精确计算简单封装, 依赖于GMP库
  3. * (C) 2012 by XChinux@163.com
  4. */
  5. #ifndef CHINUXTEAM_MPMATH_HPP
  6. #define CHINUXTEAM_MPMATH_HPP
  8. #include <string>
  9. #include <QtCore/QString>
  11. namespace ChinuxTeam
  12. {
  14. std::string mp_add(const char *arg1, const char *arg2, int prec);
  15. std::string mp_sub(const char *arg1, const char *arg2, int prec);
  16. std::string mp_mul(const char *arg1, const char *arg2, int prec);
  17. std::string mp_div(const char *arg1, const char *arg2, int prec);
  18. std::string mp_fmt(const char *arg1, int prec, bool show_thousand_digit_symbol = false);
  19. int mp_comp(const char *arg1, const char *arg2);
  21. //-------------------------------------------------------------------------
  23. QString mp_add(const QString &arg1, const QString &arg2, int prec);
  24. QString mp_sub(const QString &arg1, const QString &arg2, int prec);
  25. QString mp_mul(const QString &arg1, const QString &arg2, int prec);
  26. QString mp_div(const QString &arg1, const QString &arg2, int prec);
  27. QString mp_fmt(const QString &arg1, int prec, bool show_thousand_digit_symbol = false);
  28. int mp_comp(const QString &arg1, const QString &arg2);
  29. //------------------------------------------------------------------------
  31. std::string mp_add(const std::string &arg1, const std::string &arg2, int prec);
  32. std::string mp_sub(const std::string &arg1, const std::string &arg2, int prec);
  33. std::string mp_mul(const std::string &arg1, const std::string &arg2, int prec);
  34. std::string mp_div(const std::string &arg1, const std::string &arg2, int prec);
  35. std::string mp_fmt(const std::string &arg1, int prec, bool show_thousand_digit_symbol = false);
  36. int mp_comp(const std::string &arg1, const std::string &arg2);
  37. }
  39. #endif
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只看该作者 2楼 发表于: 2012-09-22
mpmath.cpp
复制代码
  1. /**
  2. * mpmath浮点数精确计算简单封装, 依赖于GMP库
  3. * (C) 2012 by XChinux@163.com
  4. */
  5. #include <sstream>
  6. #include <gmp.h>
  7. #include "mpmath.hpp"
  9. namespace ChinuxTeam
  10. {
  11. enum mp_op_t {op_add, op_sub, op_mul, op_div};
  12. std::string mp_op(mp_op_t op, const std::string &arg1,
  13.         const std::string &arg2, int prec);
  16. std::string mp_add(const char *arg1, const char *arg2, int prec)
  17. {
  18.     return mp_op(op_add, std::string(arg1), std::string(arg2), prec);
  19. }
  21. std::string mp_sub(const char *arg1, const char *arg2, int prec)
  22. {
  23.     return mp_op(op_sub, std::string(arg1), std::string(arg2), prec);
  24. }
  26. std::string mp_mul(const char *arg1, const char *arg2, int prec)
  27. {
  28.     return mp_op(op_mul, std::string(arg1), std::string(arg2), prec);
  29. }
  31. std::string mp_div(const char *arg1, const char *arg2, int prec)
  32. {
  33.     return mp_op(op_div, std::string(arg1), std::string(arg2), prec);
  34. }
  36. std::string mp_fmt(const char *arg1, int prec,
  37.         bool show_thousand_digit_symbol)
  38. {
  39.     return mp_fmt(std::string(arg1), prec, show_thousand_digit_symbol);
  40. }
  42. int mp_comp(const char *arg1, const char *arg2)
  43. {
  44.     return mp_comp(std::string(arg1), std::string(arg2));
  45. }
  47. //-------------------------------------------------------------------
  49. QString mp_add(const QString &arg1, const QString &arg2, int prec)
  50. {
  51.     return QString::fromStdString(mp_op(op_add, arg1.toStdString(),
  52.                 arg2.toStdString(), prec));
  53. }
  55. QString mp_sub(const QString &arg1, const QString &arg2, int prec)
  56. {
  57.     return QString::fromStdString(mp_op(op_sub, arg1.toStdString(),
  58.                 arg2.toStdString(), prec));
  59. }
  61. QString mp_mul(const QString &arg1, const QString &arg2, int prec)
  62. {
  63.     return QString::fromStdString(mp_op(op_mul, arg1.toStdString(),
  64.                 arg2.toStdString(), prec));
  65. }
  67. QString mp_div(const QString &arg1, const QString &arg2, int prec)
  68. {
  69.     return QString::fromStdString(mp_op(op_div, arg1.toStdString(),
  70.                 arg2.toStdString(), prec));
  71. }
  73. QString mp_fmt(const QString &arg1, int prec,
  74.         bool show_thousand_digit_symbol)
  75. {
  76.     return QString::fromStdString(mp_fmt(arg1.toStdString(), prec,
  77.                 show_thousand_digit_symbol));
  78. }
  80. int mp_comp(const QString &arg1, const QString &arg2)
  81. {
  82.     return mp_comp(arg1.toStdString(), arg2.toStdString());
  83. }
  85. //----------------------------------------------------------------------
  87. std::string mp_add(const std::string &arg1, const std::string &arg2, int prec)
  88. {
  89.     return mp_op(op_add, arg1, arg2, prec);
  90. }
  92. std::string mp_sub(const std::string &arg1, const std::string &arg2, int prec)
  93. {
  94.     return mp_op(op_sub, arg1, arg2, prec);
  95. }
  97. std::string mp_mul(const std::string &arg1, const std::string &arg2, int prec)
  98. {
  99.     return mp_op(op_mul, arg1, arg2, prec);
  100. }
  102. std::string mp_div(const std::string &arg1, const std::string &arg2, int prec)
  103. {
  104.     return mp_op(op_div, arg1, arg2, prec);
  105. }
  107. int mp_comp(const std::string &arg1, const std::string &arg2)
  108. {
  109.     std::string::size_type pos1 = arg1.find_last_of(".");
  110.     std::string::size_type pos2 = arg2.find_last_of(".");
  111.     int prec1 = pos1 == std::string::npos ? 0 : (arg1.size() - pos1 - 1);
  112.     int prec2 = pos2 == std::string::npos ? 0 : (arg2.size() - pos2 - 1);
  114.     mpf_t f1, f2;
  115.     mpf_init2(f1, prec1);
  116.     mpf_init2(f2, prec2);
  117.     mpf_set_str(f1, arg1.c_str(), 10);
  118.     mpf_set_str(f2, arg2.c_str(), 10);
  119.     int ret = mpf_cmp(f1, f2);
  120.     mpf_clear(f1);
  121.     mpf_clear(f2);
  122.     return ret;
  123. }
  125. std::string mp_fmt(const std::string &arg1, int prec,
  126.         bool show_thousand_digit_symbol)
  127. {
  128.     mpf_t f1;
  129.     mpf_init2(f1, prec);
  130.     mpf_set_str(f1, arg1.c_str(), 10);
  132.     std::ostringstream fmt;
  133.     fmt << "%." << prec << "Ff";
  135.     char *ret;
  136.     int len = gmp_asprintf(&ret, fmt.str().c_str(), f1);
  138.     mpf_clear(f1);
  140.     std::string str(ret);
  141.     __gmp_free_func(ret, len);
  142.     ret = NULL;
  144.     if (!show_thousand_digit_symbol)
  145.     {
  146.         return str;
  147.     }
  149.     int pos = str.size() - (prec > 0 ? (4 + prec) : 3);
  150.     while (pos > 0)
  151.     {
  152.         str.insert(pos, 1, ',');
  153.         pos -= 3;
  154.     }
  155.     return str;
  156. }
  158. std::string mp_op(mp_op_t op, const std::string &arg1,
  159.         const std::string &arg2, int prec)
  160. {
  161.     std::string::size_type pos2 = arg2.find_last_of(".");
  162.     int prec2 = pos2 == std::string::npos ? 0 : (arg2.size() - pos2 - 1);
  164.     mpf_t f2;
  165.     mpf_init2(f2, prec2);
  166.     mpf_set_str(f2, arg2.c_str(), 10);
  168.     if (op == op_div)
  169.     {
  170.         if (mpf_cmp_si(f2, 0) == 0)
  171.         {
  172.             mpf_clear(f2);
  173.             return std::string();
  174.         }
  175.     }
  176.     
  177.     std::string::size_type pos1 = arg1.find_last_of(".");
  178.     int prec1 = pos1 == std::string::npos ? 0 : (arg1.size() - pos1 - 1);
  180.     mpf_t f1, f3;
  181.     mpf_init2(f1, prec1);
  182.     mpf_init2(f3, prec);
  183.     mpf_set_str(f1, arg1.c_str(), 10);
  184.     switch (op)
  185.     {
  186.         case op_add:
  187.             mpf_add(f3, f1, f2);
  188.             break;
  189.         case op_sub:
  190.             mpf_sub(f3, f1, f2);
  191.             break;
  192.         case op_mul:
  193.             mpf_mul(f3, f1, f2);
  194.             break;
  195.         case op_div:
  196.             mpf_div(f3, f1, f2);
  197.             break;
  198.         default:;
  199.     }
  201.     std::ostringstream fmt;
  202.     fmt << "%." << prec << "Ff";
  204.     char *ret;
  205.     int len = gmp_asprintf(&ret, fmt.str().c_str(), f3);
  207.     mpf_clear(f1);
  208.     mpf_clear(f2);
  209.     mpf_clear(f3);
  211.     std::string str(ret);
  212.     __gmp_free_func(ret, len);
  213.     ret = NULL;
  214.     return str;
  215. }
  216. }
二笔 openSUSE Vim N9 BB10 XChinux@163.com 网易博客 腾讯微博
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离线toby520
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只看该作者 3楼 发表于: 2012-10-08
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离线soulcxf
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只看该作者 4楼 发表于: 2013-12-16
感觉以后会用到，谢谢 。
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