Skuteczny sposób na określenie liczby cyfr w liczbie całkowitej

Jaki jest bardzo skuteczny sposób określania liczby cyfr w liczbie całkowitej w C ++?

Cóż, najbardziej wydajnym sposobem, zakładając, że znasz rozmiar liczby całkowitej, byłoby wyszukiwanie. Powinien być szybszy niż podejście oparte na znacznie krótszym logarytmie. Jeśli nie zależy ci na liczeniu „-”, usuń + 1.

// generic solution
template <class T>
int numDigits(T number)
{
    int digits = 0;
    if (number < 0) digits = 1; // remove this line if '-' counts as a digit
    while (number) {
        number /= 10;
        digits++;
    }
    return digits;
}

// partial specialization optimization for 32-bit numbers
template<>
int numDigits(int32_t x)
{
    if (x == MIN_INT) return 10 + 1;
    if (x < 0) return numDigits(-x) + 1;

    if (x >= 10000) {
        if (x >= 10000000) {
            if (x >= 100000000) {
                if (x >= 1000000000)
                    return 10;
                return 9;
            }
            return 8;
        }
        if (x >= 100000) {
            if (x >= 1000000)
                return 7;
            return 6;
        }
        return 5;
    }
    if (x >= 100) {
        if (x >= 1000)
            return 4;
        return 3;
    }
    if (x >= 10)
        return 2;
    return 1;
}

// partial-specialization optimization for 8-bit numbers
template <>
int numDigits(char n)
{
    // if you have the time, replace this with a static initialization to avoid
    // the initial overhead & unnecessary branch
    static char x[256] = {0};
    if (x[0] == 0) {
        for (char c = 1; c != 0; c++)
            x[c] = numDigits((int32_t)c);
        x[0] = 1;
    }
    return x[n];
}

Najprościej jest zrobić:

unsigned GetNumberOfDigits (unsigned i)
{
    return i > 0 ? (int) log10 ((double) i) + 1 : 1;
}

log10 jest zdefiniowany w <cmath>lub <math.h>. Musisz to profilować, aby sprawdzić, czy jest szybszy niż którykolwiek z innych opublikowanych tutaj. Nie jestem pewien, jak solidne jest to pod względem precyzji punktu zmiennoprzecinkowego. Ponadto argument jest bez znaku jako wartości ujemne, a log tak naprawdę się nie miesza.

Być może źle zrozumiałem pytanie, ale czy to nie działa?

int NumDigits(int x)  
{  
    x = abs(x);  
    return (x < 10 ? 1 :   
        (x < 100 ? 2 :   
        (x < 1000 ? 3 :   
        (x < 10000 ? 4 :   
        (x < 100000 ? 5 :   
        (x < 1000000 ? 6 :   
        (x < 10000000 ? 7 :  
        (x < 100000000 ? 8 :  
        (x < 1000000000 ? 9 :  
        10)))))))));  
}  

int digits = 0; while (number != 0) { number /= 10; digits++; }

Uwaga: „0” będzie miało 0 cyfr! Jeśli potrzebujesz, aby 0 wyglądało na 1 cyfrę, użyj:

int digits = 0; do { number /= 10; digits++; } while (number != 0);

(Dzięki Kevin Fegan)

Na koniec użyj programu profilującego, aby wiedzieć, która ze wszystkich odpowiedzi tutaj będzie szybsza na twoim komputerze ...

Żart: Jest najbardziej efektywny sposób (liczba cyfr jest obliczana w czasie kompilacji):

template <unsigned long long N, size_t base=10>
struct numberlength
{
    enum { value = 1 + numberlength<N/base, base>::value };
};

template <size_t base>
struct numberlength<0, base>
{
    enum { value = 0 };
};

Może być przydatne do określenia szerokości wymaganej dla pola liczbowego w formatowaniu, elementach wejściowych itp.

Zobacz Hacks Bit Twiddling, aby zapoznać się z dużo krótszą wersją zaakceptowanej odpowiedzi. Ma to również tę zaletę, że można szybciej znaleźć odpowiedź, jeśli dane wejściowe mają rozkład normalny, sprawdzając najpierw duże stałe. (v >= 1000000000)łapie 76% wartości, więc sprawdzenie, czy pierwsze będzie średnio szybsze.

przekonwertować na ciąg, a następnie użyć funkcji wbudowanych

unsigned int i;
cout<< to_string(i).length()<<endl;

int x = 1000;
int numberOfDigits = x ? static_cast<int>(log10(abs(x))) + 1 : 1;

Poprzedni plakat sugerował pętlę dzielącą przez 10. Ponieważ mnożenia na nowoczesnych komputerach są dużo szybsze, poleciłbym zamiast tego następujący kod:

 int digits = 1, pten=10; while ( pten <= number ) { digits++; pten*=10; }

Architektura ppc ma instrukcję zliczania bitów. Dzięki temu możesz określić podstawę logu 2 dodatniej liczby całkowitej w jednej instrukcji. Na przykład wersja 32-bitowa to:

#define log_2_32_ppc(x) (31-__cntlzw(x))

Jeśli możesz obsłużyć mały margines błędu przy dużych wartościach, możesz przekonwertować to na dziennik o podstawie 10 za pomocą kilku kolejnych instrukcji:

#define log_10_estimate_32_ppc(x) (9-(((__cntlzw(x)*1233)+1545)>>12))

Jest to specyficzne dla platformy i nieco niedokładne, ale również nie wymaga rozgałęzień, dzielenia ani konwersji na zmiennoprzecinkowe. Wszystko zależy od tego, czego potrzebujesz.

Znam tylko instrukcje ppc, ale inne architektury powinny mieć podobne instrukcje.

 #include <iostream>
 #include <math.h>

 using namespace std;

 int main()
 {
     double num;
     int result;
     cout<<"Enter a number to find the number of digits,  not including decimal places: ";
     cin>>num;
     result = ((num<=1)? 1 : log10(num)+1);
     cout<<"Number of digits "<<result<<endl;
     return 0;
 }

Jest to prawdopodobnie najprostszy sposób rozwiązania problemu, zakładając, że zależy Ci tylko na cyfrach przed przecinkiem i przyjmując, że cokolwiek mniej niż 10 to tylko 1 cyfra.

Podoba mi się odpowiedź Iry Baxtera. Oto wariant szablonu, który obsługuje różne rozmiary i radzi sobie z maksymalnymi wartościami całkowitymi (zaktualizowanymi w celu podniesienia górnej granicy wyewidencjonowania z pętli):

#include <boost/integer_traits.hpp>

template<typename T> T max_decimal()
{
    T t = 1;

    for (unsigned i = boost::integer_traits<T>::digits10; i; --i)
        t *= 10;

    return t;
}

template<typename T>
unsigned digits(T v)
{
    if (v < 0) v = -v;

    if (max_decimal<T>() <= v)
        return boost::integer_traits<T>::digits10 + 1;

    unsigned digits = 1;
    T boundary = 10;

    while (boundary <= v) {
        boundary *= 10;
        ++digits;
    }

    return digits;
}

Aby faktycznie uzyskać lepszą wydajność z wyciągania dodatkowego testu z pętli, musisz wyspecjalizować max_decimal (), aby zwracać stałe dla każdego typu na twojej platformie. Wystarczająco magiczny kompilator mógłby zoptymalizować wywołanie max_decimal () do stałej, ale obecnie większość kompilatorów specjalizuje się lepiej. W obecnym kształcie ta wersja jest prawdopodobnie wolniejsza, ponieważ max_decimal kosztuje więcej niż testy usunięte z pętli.

Zostawię to wszystko jako ćwiczenie dla czytelnika.

#include <stdint.h> // uint32_t [available since C99]

/// Determine the number of digits for a 32 bit integer.
/// - Uses at most 4 comparisons.
/// - (cX) 2014 [email protected]
/// - \see http://stackoverflow.com/questions/1489830/#27669966
/**  #d == Number length vs Number of comparisons == #c
     \code
         #d | #c   #d | #c
         ---+---   ---+---
         10 | 4     5 | 4
          9 | 4     4 | 4
          8 | 3     3 | 3
          7 | 3     2 | 3
          6 | 3     1 | 3
     \endcode
*/
unsigned NumDigits32bs(uint32_t x) {
    return // Num-># Digits->[0-9] 32->bits bs->Binary Search
    ( x >= 100000u // [6-10] [1-5]
    ?   // [6-10]
        ( x >= 10000000u // [8-10] [6-7]
        ?   // [8-10]
            ( x >= 100000000u // [9-10] [8]
            ? // [9-10]
                ( x >=  1000000000u // [10] [9]
                ?   10
                :    9
                )
            : 8
            )
        :   // [6-7]
            ( x >=  1000000u // [7] [6]
            ?   7
            :   6
            )
        )
    :   // [1-5]
        ( x >= 100u // [3-5] [1-2]
        ?   // [3-5]
            ( x >= 1000u // [4-5] [3]
            ? // [4-5]
                ( x >=  10000u // [5] [4]
                ?   5
                :   4
                )
            : 3
            )
        :   // [1-2]
            ( x >=  10u // [2] [1]
            ?   2
            :   1
            )
        )
    );
}

Kolejny fragment kodu, działający w zasadzie tak samo jak Vitali, ale wykorzystujący wyszukiwanie binarne. Tablica Powers jest inicjowana z opóźnieniem raz na wystąpienie typu bez znaku. Przeciążenie typu ze znakiem obsługuje znak minus.

#include <limits>
#include <type_traits>
#include <array>

template <class T> 
size_t NumberOfDecPositions ( T v, typename std::enable_if<std::is_unsigned<T>::value>::type* = 0 )
{
    typedef std::array<T,std::numeric_limits<T>::digits10+1> array_type;
    static array_type powers_of_10;
    if ( powers_of_10.front() == 0 )
    {
        T n = 1;
        for ( T& i: powers_of_10 )
        {
            i = n;
            n *= 10;
        }
    }

    size_t l = 0, r = powers_of_10.size(), p;
    while ( l+1 < r )
    {
        p = (l+r)/2;
        if ( powers_of_10[p] <= v )
            l = p;
        else
            r = p;
    }
    return l + 1;
};

template <class T> 
size_t NumberOfDecPositions ( T v, typename std::enable_if<std::is_signed<T>::value>::type* = 0 )
{
    typedef typename std::make_unsigned<T>::type unsigned_type;
    if ( v < 0 )
        return NumberOfDecPositions ( static_cast<unsigned_type>(-v) ) + 1;
    else
        return NumberOfDecPositions ( static_cast<unsigned_type>(v) );
}

Jeśli komuś zależy na dalszej optymalizacji, pamiętaj, że pierwszy element tablicy mocy nigdy nie jest używany, a lpojawia się +12 razy.

w przypadku, gdy potrzebna jest liczba cyfr ORAZ wartość każdej pozycji cyfry użyj tego:

int64_t = number, digitValue, digits = 0;    // or "int" for 32bit

while (number != 0) {
    digitValue = number % 10;
    digits ++;
    number /= 10;
}

digitpodaje wartość w pozycji numeru, która jest aktualnie przetwarzana w pętli. na przykład dla numeru 1776 wartość cyfry to:
6 w 1. pętli
7 w 2. pętli
7 w 3. pętli
1 w czwartej pętli

// Meta-program to calculate number of digits in (unsigned) 'N'.    
template <unsigned long long N, unsigned base=10>
struct numberlength
{   // http://stackoverflow.com/questions/1489830/
    enum { value = ( 1<=N && N<base ? 1 : 1+numberlength<N/base, base>::value ) };
};

template <unsigned base>
struct numberlength<0, base>
{
    enum { value = 1 };
};

{
    assert( (1 == numberlength<0,10>::value) );
}
assert( (1 == numberlength<1,10>::value) );
assert( (1 == numberlength<5,10>::value) );
assert( (1 == numberlength<9,10>::value) );

assert( (4 == numberlength<1000,10>::value) );
assert( (4 == numberlength<5000,10>::value) );
assert( (4 == numberlength<9999,10>::value) );

/// Determine the number of digits for a 64 bit integer.
/// - Uses at most 5 comparisons.
/// - (cX) 2014 [email protected]
/// - \see http://stackoverflow.com/questions/1489830/#27670035
/**  #d == Number length vs Number of comparisons == #c
     \code
         #d | #c   #d | #c     #d | #c   #d | #c
         ---+---   ---+---     ---+---   ---+---
         20 | 5    15 | 5      10 | 5     5 | 5
         19 | 5    14 | 5       9 | 5     4 | 5
         18 | 4    13 | 4       8 | 4     3 | 4
         17 | 4    12 | 4       7 | 4     2 | 4
         16 | 4    11 | 4       6 | 4     1 | 4
     \endcode
*/
unsigned NumDigits64bs(uint64_t x) {
    return // Num-># Digits->[0-9] 64->bits bs->Binary Search
    ( x >= 10000000000ul // [11-20] [1-10]
    ?
        ( x >= 1000000000000000ul // [16-20] [11-15]
        ?   // [16-20]
            ( x >= 100000000000000000ul // [18-20] [16-17]
            ?   // [18-20]
                ( x >= 1000000000000000000ul // [19-20] [18]
                ? // [19-20]
                    ( x >=  10000000000000000000ul // [20] [19]
                    ?   20
                    :   19
                    )
                : 18
                )
            :   // [16-17]
                ( x >=  10000000000000000ul // [17] [16]
                ?   17
                :   16
                )
            )
        :   // [11-15]
            ( x >= 1000000000000ul // [13-15] [11-12]
            ?   // [13-15]
                ( x >= 10000000000000ul // [14-15] [13]
                ? // [14-15]
                    ( x >=  100000000000000ul // [15] [14]
                    ?   15
                    :   14
                    )
                : 13
                )
            :   // [11-12]
                ( x >=  100000000000ul // [12] [11]
                ?   12
                :   11
                )
            )
        )
    :   // [1-10]
        ( x >= 100000ul // [6-10] [1-5]
        ?   // [6-10]
            ( x >= 10000000ul // [8-10] [6-7]
            ?   // [8-10]
                ( x >= 100000000ul // [9-10] [8]
                ? // [9-10]
                    ( x >=  1000000000ul // [10] [9]
                    ?   10
                    :    9
                    )
                : 8
                )
            :   // [6-7]
                ( x >=  1000000ul // [7] [6]
                ?   7
                :   6
                )
            )
        :   // [1-5]
            ( x >= 100ul // [3-5] [1-2]
            ?   // [3-5]
                ( x >= 1000ul // [4-5] [3]
                ? // [4-5]
                    ( x >=  10000ul // [5] [4]
                    ?   5
                    :   4
                    )
                : 3
                )
            :   // [1-2]
                ( x >=  10ul // [2] [1]
                ?   2
                :   1
                )
            )
        )
    );
}

dla liczby całkowitej `` X '' chcesz znać liczbę cyfr, w porządku bez użycia żadnej pętli, to rozwiązanie działa w jednej formule tylko w jednym wierszu, więc jest to najbardziej optymalne rozwiązanie tego problemu, jakie kiedykolwiek widziałem.

 int x = 1000 ; 
 cout<<numberOfDigits = 1+floor(log10(x))<<endl ; 

int numberOfDigits(int n){

    if(n<=9){
        return 1;
    }
    return 1 + numberOfDigits(n/10);
}

Oto, co bym zrobił, jeśli chcesz to dla podstawy 10, jest dość szybki i prawdopodobnie nie dostaniesz stosu overflock kup licząc liczby całkowite

int num,dig_quant = 0;
cout<<"\n\n\t\t--Count the digits in Number--\n\n";
cout<<"Enter Number: ";
cin>>num;
for(int i = 1; i<=num; i*=10){
    if(num / i  > 0){
      dig_quant += 1;
    }
}
 cout<<"\n"<<number<<" include "<<dig_quant<<" digit"
 cout<<"\n\nGoodbye...\n\n";

Jeśli szybsze jest bardziej wydajne, oznacza to poprawę w stosunku do poprawy Andrei Alexandrescu . Jego wersja była już szybsza niż naiwny sposób (dzielenie przez 10 przy każdej cyfrze). Poniższa wersja ma stały czas i jest szybsza przynajmniej na x86-64 i ARM dla wszystkich rozmiarów, ale zajmuje dwa razy więcej kodu binarnego, więc nie jest tak przyjazna dla pamięci podręcznej.

Benchmarki dla tej wersji w porównaniu z wersją alexandrescu na moim PR na Facebooku szaleństwo .

Działa dalej unsigned, nie signed.

inline uint32_t digits10(uint64_t v) {
  return  1
        + (std::uint32_t)(v>=10)
        + (std::uint32_t)(v>=100)
        + (std::uint32_t)(v>=1000)
        + (std::uint32_t)(v>=10000)
        + (std::uint32_t)(v>=100000)
        + (std::uint32_t)(v>=1000000)
        + (std::uint32_t)(v>=10000000)
        + (std::uint32_t)(v>=100000000)
        + (std::uint32_t)(v>=1000000000)
        + (std::uint32_t)(v>=10000000000ull)
        + (std::uint32_t)(v>=100000000000ull)
        + (std::uint32_t)(v>=1000000000000ull)
        + (std::uint32_t)(v>=10000000000000ull)
        + (std::uint32_t)(v>=100000000000000ull)
        + (std::uint32_t)(v>=1000000000000000ull)
        + (std::uint32_t)(v>=10000000000000000ull)
        + (std::uint32_t)(v>=100000000000000000ull)
        + (std::uint32_t)(v>=1000000000000000000ull)
        + (std::uint32_t)(v>=10000000000000000000ull);
}

Pracowałem nad programem, który wymagał ode mnie sprawdzenia, czy użytkownik poprawnie odpowiedział, ile cyfr znajduje się w liczbie, więc musiałem opracować sposób sprawdzania liczby cyfr w liczbie całkowitej. Okazało się, że było to stosunkowo łatwe do rozwiązania.

double check=0, exponent=1000;

while(check<=1)
{
    check=number/pow(10, exponent);
    exponent--;
}

exponent=exponent+2;
cout<<exponent<<endl;

To była moja odpowiedź, która obecnie działa z liczbami mniejszymi niż 10 ^ 1000 cyfr (można to zmienić, zmieniając wartość wykładnika).

PS Wiem, że ta odpowiedź jest opóźniona o dziesięć lat, ale dotarłem tu w 2020 roku, więc inni mogą z niej skorzystać.

template <typename type>
class number_of_decimal_digits {   
    const powers_and_max<type> mPowersAndMax;
public:
    number_of_decimal_digits(){
    }   
    inline size_t ndigits( type i) const {
        if(i<0){
             i += (i == std::numeric_limits<type>::min());
             i=-i;
        }
        const type* begin = &*mPowersAndMax.begin();
        const type* end = begin+mPowersAndMax.size();
        return 1 + std::lower_bound(begin,end,i) - begin;
    }
    inline size_t string_ndigits(const type& i) const {
        return (i<0) + ndigits(i);
    }
    inline size_t operator[](const type& i) const {
       return string_ndigits(i);
    }
};

gdzie powers_and_maxmamy (10^n)-1dla wszystkich ntakie, że

(10^n) < std::numeric_limits<type>::max()

i std::numeric_limits<type>::max()w tablicy:

template <typename type>
struct powers_and_max : protected std::vector<type>{
    typedef std::vector<type> super;
    using super::const_iterator;
    using super::size;
    type& operator[](size_t i)const{return super::operator[](i)};
    const_iterator begin()const {return super::begin();} 
    const_iterator end()const {return super::end();} 
    powers_and_max() {
       const int size = (int)(log10(double(std::numeric_limits<type>::max())));
       int j = 0;
       type i = 10;
       for( ; j<size ;++j){
           push_back(i-1);//9,99,999,9999 etc;
           i*=10;
       }
       ASSERT(back()<std::numeric_limits<type>::max());
       push_back(std::numeric_limits<type>::max());
   }
};

oto prosty test:

number_of_decimal_digits<int>  ndd;
ASSERT(ndd[0]==1);
ASSERT(ndd[9]==1);
ASSERT(ndd[10]==2);
ASSERT(ndd[-10]==3);
ASSERT(ndd[-1]==2);
ASSERT(ndd[-9]==2);
ASSERT(ndd[1000000000]==10);
ASSERT(ndd[0x7fffffff]==10);
ASSERT(ndd[-1000000000]==11);
ASSERT(ndd[0x80000000]==11);

Oczywiście każda inna implementacja uporządkowanego zbioru może być użyta do powers_and_maxi jeśli byłaby wiedza, że ​​będzie klaster, ale brak wiedzy o tym, gdzie może być klaster, być może samodopasowująca się implementacja drzewa może być najlepsza

efektywny sposób

int num;
int count = 0;
while(num)
{
   num /= 10;
   ++count;
}

#include <iostream>

int main()
{
   int num;
   std::cin >> num;

   std::cout << "number of digits for " << num << ": ";

   int count = 0;
   while(num)
   {
      num /= 10;
      ++count;
   }

   std::cout << count << '\n';

   return 0;
}

Aktualizacja preferowanego rozwiązania w C ++ 11:

#include <limits>
#include <type_traits>
        template <typename T>
        typename std::enable_if<std::numeric_limits<T>::is_integer, unsigned int>::type
        numberDigits(T value) {
            unsigned int digits = 0;
            if (value < 0) digits = 1;
            while (value) {
                value /= 10;
                ++digits;
            }
            return digits;
        }

zapobiega tworzeniu się szablonów za pomocą double, et. glin.

int numberOfDigits(double number){
    if(number < 0){
        number*=-1;
    }
    int i=0;
        while(number > pow(10, i))
            i++;    
    cout << "This number has " << i << " digits" << endl;
    return i;
}

Oto mój sposób na zrobienie tego:

   int digitcount(int n)
    {
        int count = 1;
        int temp = n;
        while (true)
        {
            temp /= 10;
            if (temp != 0) ++count;
            if (temp == 0) break;
        }

        return count;
    }

Oto inne podejście:

digits = sprintf(numArr, "%d", num);    // where numArr is a char array
if (num < 0)
    digits--;

To może nie być wydajne, po prostu coś innego niż to, co sugerowali inni.