Эффективный способ определить количество цифр в целом числе

Что является очень эффективным способом определения количества цифр в целом числе в C ++?

Ну, самый эффективный способ, предполагая, что вы знаете размер целого числа, это поиск. Должен быть быстрее, чем подход, основанный на гораздо более коротком логарифме. Если вам не нужно считать «-», удалите + 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];
}

Самый простой способ это сделать:

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

log10 определяется в <cmath>или <math.h>. Вам нужно будет профилировать это, чтобы увидеть, если это быстрее, чем любой из других, размещенных здесь. Я не уверен, насколько это надежно в отношении точности с плавающей точкой. Кроме того, аргумент не подписан как отрицательные значения, и лог не смешивается.

Возможно, я неправильно понял вопрос, но разве это не так?

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++; }

Примечание: «0» будет иметь 0 цифр! Если вам нужно, чтобы 0 отображало 1 цифру, используйте:

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

(Спасибо Кевину Фегану)

В конце концов, используйте профилировщик, чтобы узнать, какой из всех ответов здесь будет быстрее на вашем компьютере ...

Розыгрыши: Это самый эффективный способ (количество цифр вычисляются во время компиляции):

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 };
};

Может быть полезно определить ширину, необходимую для числового поля при форматировании, элементах ввода и т. Д.

См. Bit Twiddling Hacks для более короткой версии ответа, который вы приняли. Преимущество также заключается в том, что вы можете быстрее найти ответ, если ваш входной сигнал обычно распределяется, сначала проверяя большие константы. (v >= 1000000000)ловит 76% значений, поэтому проверка, что первый будет в среднем быстрее.

преобразовать в строку, а затем использовать встроенные функции

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

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

Предыдущий автор предлагал цикл, который делится на 10. Поскольку умножение на современных машинах происходит намного быстрее, я бы порекомендовал следующий код:

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

В архитектуре PPC есть команда подсчета битов. При этом вы можете определить лог-базу 2 положительного целого числа в одной инструкции. Например, 32 бит будет:

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

Если вы можете обработать небольшую погрешность при больших значениях, вы можете преобразовать ее в log 10 с помощью нескольких инструкций:

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

Это зависит от платформы и немного неточно, но также не требует ветвлений, деления или преобразования в плавающую точку. Все зависит от того, что вам нужно.

Я знаю только инструкции ppc, но другие архитектуры должны иметь аналогичные инструкции.

 #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;
 }

Вероятно, это самый простой способ решения вашей проблемы, предполагая, что вы заботитесь только о цифрах перед десятичной дробью, и предполагая, что значение меньше 10 - это всего лишь 1 цифра.

Мне нравится ответ Айры Бакстер. Вот вариант шаблона, который обрабатывает различные размеры и имеет дело с максимальными целочисленными значениями (обновлен, чтобы вывести верхнюю границу из цикла):

#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;
}

Чтобы на самом деле получить улучшенную производительность от включения дополнительного теста из цикла, вам нужно специализировать max_decimal (), чтобы возвращать константы для каждого типа на вашей платформе. Достаточно волшебный компилятор может оптимизировать вызов max_decimal () для константы, но специализация лучше для большинства компиляторов сегодня. В настоящее время эта версия, вероятно, медленнее, потому что max_decimal стоит больше, чем тесты, удаленные из цикла.

Я оставлю все это в качестве упражнения для читателя.

#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 adolfo.dimare@gmail.com
/// - \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
            )
        )
    );
}

Еще один фрагмент кода, который делает то же самое, что и Виталий, но использует бинарный поиск. Массив Powers инициализируется лениво один раз для экземпляра без знака. Перегрузка со знаком типа заботится о знаке минус.

#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) );
}

Если кого-то волнует дальнейшая оптимизация, обратите внимание, что первый элемент массива полномочий никогда не используется, а lпоявляется +12 раза.

в случае, если необходимо количество цифр И значение каждой позиции цифры, используйте это:

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

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

digitдает значение в числовой позиции, которая в настоящее время обрабатывается в цикле. например, для числа 1776 значение цифры:
6 в 1-м цикле
7 во 2-м цикле
7 в 3-м цикле
1 в 4-м цикле

// 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 adolfo.dimare@gmail.com
/// - \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
                )
            )
        )
    );
}

для целого числа 'X' вы хотите знать количество цифр, хорошо, без использования какого-либо цикла, это решение действует только в одной формуле в одной строке, так что это самое оптимальное решение, которое я когда-либо видел для этой проблемы.

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

int numberOfDigits(int n){

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

Это то, что я бы сделал, если вы хотите это для базы 10. Это довольно быстро, и вы, скорее всего, не получите переполнение стека, подсчитывающие целые числа

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";

Если быстрее, тем эффективнее, это улучшение Андрея Александреску . Его версия была уже быстрее, чем наивный путь (деление на 10 на каждую цифру). Приведенная ниже версия имеет постоянное время и быстрее, по крайней мере, для x86-64 и ARM для всех размеров, но занимает в два раза больше двоичного кода, поэтому она не так удобна для кэша.

Тесты для этой версии против версии Александра на моей рекламе на фоллике Facebook .

Работает на unsignedнет 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);
}

Я работал над программой, которая требовала, чтобы я проверял, правильно ли пользователь ответил, сколько цифр в числе, поэтому мне пришлось разработать способ проверки количества цифр в целом числе. Это оказалось относительно легко решить.

double check=0, exponent=1000;

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

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

В конечном итоге это был мой ответ, который в настоящее время работает с числами с менее чем 10 ^ 1000 цифр (можно изменить, изменив значение показателя степени).

PS Я знаю, что этот ответ опоздал на десять лет, но я пришел сюда в 2020 году, чтобы другие могли его использовать.

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);
    }
};

где powers_and_maxу нас (10^n)-1для всех nтаких, что

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

и std::numeric_limits<type>::max()в массиве:

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());
   }
};

вот простой тест:

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);

Конечно, можно использовать любую другую реализацию упорядоченного набора, powers_and_maxи если бы было известно, что кластеризация будет существовать, но не было бы знания о том, где может быть кластер, возможно, лучше всего подойдет саморегулирующаяся реализация дерева.

эффективный способ

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;
}

C ++ 11 обновление предпочтительного решения:

#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;
        }

предотвращает создание шаблона с помощью double, et. и др.

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;
}

Это мой способ сделать это:

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

        return count;
    }

Вот другой подход:

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

Это может быть неэффективно, просто что-то отличное от того, что предлагали другие.