C++中float赋值/存入vector时被舍入的原因及解决方法

现象原因 #

nlohmann/json库的json对象默认将浮点数以double类型存储（双精度，约15-17位有效数字），而float是单精度类型，仅能保留约6-7位有效数字。当你把json中的浮点数赋值给float或存入vector<float>时，会触发double到float的隐式转换，超出float精度范围的部分会被舍入。

而直接打印json中的浮点数时，程序输出的是内部存储的double原始值，所以能显示完整的有效数字，不会出现舍入。

举个实际代码示例：

#include <nlohmann/json.hpp>
#include <iostream>
#include <vector>

using json = nlohmann::json;

int main() {
    json j = R"({"num": 0.1234567890123456789})"_json;
    
    std::cout << "直接打印json值: " << j["num"] << std::endl;
    
    float f = j["num"];
    std::cout << "赋值给float后的值: " << f << std::endl;
    
    std::vector<float> vec;
    vec.push_back(j["num"]);
    std::cout << "vector<float>中的值: " << vec[0] << std::endl;
    
    return 0;
}

运行输出：

直接打印json值: 0.12345678901234568
赋值给float后的值: 0.123457
vector中的值: 0.123457

可以看到，float只保留了前7位有效数字，后面的部分被舍入了。

解决方法 #

1. 使用double类型替代float
   这是最直接的解决方案，把接收变量改成double，容器改成vector<double>，这样就能完整保留json存储的浮点数精度，不会出现舍入：

   double d = j["num"];
   std::vector<double> vec_d;
   vec_d.push_back(j["num"]);
   // 打印结果会和直接输出json值一致
   std::cout << "赋值给double后的值: " << d << std::endl;
   

2. 若必须使用float
   要明确float的精度限制是硬件和标准决定的，无法突破。如果你的浮点数有效数字不超过7位，转换后不会有舍入；如果超出范围，舍入是必然的，只能接受这个精度损失。没有办法让float存储超过其精度范围的数值。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者SADL