有効数字指定して四捨五入/切り捨て/切り上げとか(C#)
浮動小数点に対して,小数点以下の桁数を指定するんじゃなくて,有効桁数を指定して四捨五入とかしたいよねって感じの話です.
System.Mathには無さげだったので,System.Mathベースにラップして作りました.
四捨五入だけだとアレだったので少し機能を盛っておきました.
- 10進数での桁数を求める
- 切り捨て
- 切り上げ
- 四捨五入
- 指定桁数のみ抜き出し
- 100.01→1.0001のような整形
- 有効桁数の判定 (beta)
目次
ソースコード
MathRoundExtension.cs
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using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; using System.Threading.Tasks; namespace MathRoundExtension { static class MathEx { /// <summary> /// 有効桁数を指定しての丸め /// </summary> /// <param name="val">丸め対象の数値</param> /// <param name="digit">有効桁数</param> /// <param name="midpointRounding">丸め方向の指示</param> /// <returns>丸め結果</returns> public static double Round(double val, int digit, MidpointRounding midpointRounding = MidpointRounding.AwayFromZero) { int dig = -Digit(val) + (digit - 1); if (0 <= dig && dig <= 15) return Math.Round(val, dig, midpointRounding); double coef = Math.Pow(10, dig); return Math.Round(val * coef, midpointRounding) / coef; } /// <summary> /// 有効桁数を指定しての切り上げ /// </summary> /// <param name="val">切り上げ対象の数値</param> /// <param name="digit">有効桁数</param> /// <returns>切り上げ結果</returns> public static double RoundUp(double val, int digit) { double coef = Math.Pow(10, -Digit(val) + (digit - 1)); return Math.Ceiling(val * coef) / coef; } /// <summary> /// 有効桁数を指定しての切り捨て /// </summary> /// <param name="val">切り捨て対象の数値</param> /// <param name="digit">有効桁数</param> /// <returns>切り捨て結果</returns> public static double RoundDown(double val, int digit) { double coef = Math.Pow(10, -Digit(val) + (digit - 1)); return Math.Floor(val * coef) / coef; } /// <summary> /// 有効桁数を指定しての切り上げ(絶対値が0から遠のく方向への切り上げ) /// </summary> /// <param name="val">切り上げ対象の数値</param> /// <param name="digit">有効桁数</param> /// <returns>切り上げ結果</returns> public static double TrimUp(double val, int digit) { double coef = Math.Pow(10, -Digit(val) + (digit - 1)); return val > 0 ? Math.Floor(val * coef) / coef : Math.Ceiling(val * coef) / coef; } /// <summary> /// 有効桁数を指定しての切り捨て(絶対値が0に近づく方向への切り捨て) /// </summary> /// <param name="val">切り捨て対象の数値</param> /// <param name="digit">有効桁数</param> /// <returns>切り捨て結果</returns> public static double TrimDown(double val, int digit) { double coef = Math.Pow(10, -Digit(val) + (digit - 1)); return val > 0 ? Math.Ceiling(val * coef) / coef : Math.Floor(val * coef) / coef; } /// <summary> /// 数値に対して先頭から指定した桁数のみ抜き出し /// </summary> /// <param name="val">抜き出し対象の数値</param> /// <param name="digit">桁数</param> /// <returns>抜き出し結果</returns> public static int HeadValue(double val, int digit = 1) { return ((int)Math.Ceiling(Normalize(val) * Math.Pow(10, digit))) / 10; } /// <summary> /// 有効桁数の判定 /// </summary> /// <remarks>テスト不十分</remarks> /// <param name="val">有効桁数判定対象</param> /// <returns>有効桁数</returns> public static int SignificantDigits(double val) { return new String(Normalize(val).ToString() .Where((c, i) => (c != '0' || i != 0) && c != '.') .ToArray()) .LastIndexOfAny("123456789".ToArray()) + 1; } /// <summary> /// 数値をa.bcdeの形式に整える /// </summary> /// <remarks>符号は失われます</remarks> /// <param name="val">整形対象</param> /// <returns>整形後数値</returns> public static double Normalize(double val) { return Math.Abs(val) / Math.Pow(10, Digit(val)); } /// <summary> /// 桁数を求める(Log10nを計算) /// </summary> /// <remarks>0を渡された場合は0を返す</remarks> /// <param name="val"></param> /// <returns>桁数</returns> public static int Digit(double val) { double abs = Math.Abs(val); if (abs == 0) return 0; else return (int)Math.Floor(Math.Log10(abs)); } } }
リポジトリ
雑感
ガッツリ数値計算する勢は固定小数点使うと思うので,あくまでふわっと浮動小数点と有効桁数使いたいなってときにどうぞ. double型表現の限界に引っかかるとベースのMath.Round系から結果が崩れるので正確さについてはあまり求められない仕様になってます.