boost::lexical_cast c++ c整数转字符串耗时对比

本文通过对比C++的boost::lexical_cast、stringstream和cstdio库在大量循环中的字符串转换性能,展示了三种方法在1000万次操作中的执行时间差异。lexical_cast表现最快,cpp_convert_example稍慢,c_convert_example最慢。
#include <string>
#include <cassert>
#include <sstream>
#include <cstdlib>
#include "boost/lexical_cast.hpp"
const int LOOP = 10000000;
void lexical_cast_example() {
    for (int i = 0;i < LOOP;i++) {
        const std::string s = boost::lexical_cast<std::string>(100);
        assert(s == "100");
    }
}
void cpp_convert_example() {
    for (int i = 0;i < LOOP;i++) {
        std::stringstream ss;
        ss << 100;
        std::string s;
        ss >> s;
        assert(s == "100");
    }
}
void c_convert_example() {
    for (int i = 0;i < LOOP;i++) {
        char buf[64] = "";
        std::snprintf(buf, sizeof(buf), "%i", 100);
        std::string s = buf;
        assert(s == "100");
    }
}
int main() {
    lexical_cast_example();         // 0.94s
    //cpp_convert_example();        // 3.323s
    //c_convert_example();          // 1.022

    return 0;
}

### boost::lexical_cast 处理 double 类型时的精度范围 `boost::lexical_cast` 是一个用于在不同数据类型之间进行转换的工具,它依赖于标准库中的流操作(如 `std::stringstream`)来实现类型转换。当涉及到 `double` 类型时,`boost::lexical_cast` 的精度主要取决于以下几个因素: 1. **底层流机制的精度限制**: `boost::lexical_cast` 内部使用 `std::stringstream` 来执行类型转换,而 `std::stringstream` 的精度由其默认设置或显式设置的格式化标志决定。默认情况下,浮点数的输出精度由 `std::numeric_limits<double>::digits10` 控制,通常为 15-17 位十进制数字[^1]。 2. **IEEE 754 标准的限制**: C++ 中的 `double` 类型遵循 IEEE 754 双精度浮点数标准,能够表示大约 15-17 位有效数字。这意味着,即使 `boost::lexical_cast` 在转换过程中没有引入额外误差,`double` 类型本身的精度限制也会导致结果最多保留 15-17 位有效数字[^3]。 3. **输入字符串的格式**: 如果输入是一个字符串形式的数字,`boost::lexical_cast` 的精度还会受到该字符串中数字的有效位数影响。例如,字符串 `"12345678901234567890"` 超过了 `double` 类型的精度范围,因此在转换为 `double` 后,可能会丢失部分低阶位信息[^2]。 4. **异常处理与精度控制**: 如果需要更高的精度控制,可以考虑使用 `try_lexical_convert` 函数,它提供了一种不抛出异常的方式进行类型转换,并允许用户检查转换是否成功。这在处理可能超出 `double` 精度范围的数值时特别有用[^3]。 以下是一个示例代码,展示如何使用 `boost::lexical_cast` 转换 `double` 类型并观察其精度: ```cpp #include <boost/lexical_cast.hpp> #include <iostream> #include <limits> int main() { try { // 测试高精度字符串到 double 的转换 std::string highPrecisionStr = "12345678901234567890"; double result = boost::lexical_cast<double>(highPrecisionStr); std::cout << "Converted value: " << result << std::endl; // 检查 double 的精度限制 std::cout << "Maximum digits10 for double: " << std::numeric_limits<double>::digits10 << std::endl; } catch (const boost::bad_lexical_cast& e) { std::cerr << "Conversion failed: " << e.what() << std::endl; } return 0; } ``` ### 注意事项 - 当输入字符串包含超过 `double` 精度范围的数字时,`boost::lexical_cast` 不会抛出异常,而是会截断超出范围的部分。 - 如果需要更高的精度(例如支持任意精度的数学运算),可以考虑使用专门的库,如 `Boost.Multiprecision` 或其他大数库[^4]。
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