整数の桁数を決定する効率的な方法

C ++で整数にある桁数を決定する非常に効率的な方法は何ですか？

さて、あなたが整数のサイズを知っていると仮定すると、最も効率的な方法はルックアップです。はるかに短い対数ベースのアプローチよりも高速である必要があります。「-」を数える必要がない場合は、+ 1を削除してください。

// 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];
}

最も簡単な方法は次のとおりです。

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

log10は<cmath>またはで定義されてい<math.h>ます。これをプロファイリングして、ここに掲載されている他のどれよりも速いかどうかを確認する必要があります。浮動小数点の精度に関して、これがどれほど堅牢かはわかりません。また、引数は負の値として符号なしであり、ログは実際には混合しません。

多分私は質問を誤解しましたが、これはそれをしませんか？

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++; }

注：「0」は0桁になります。1桁で表示するために0が必要な場合は、次を使用します。

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

（ケビン・フィーガンに感謝）

最後に、プロファイラーを使用して、ここでのすべての答えのうち、あなたのマシンでより速くなるものを知ってください...

実用的なジョーク：これは、最も効率的な方法（桁数は、コンパイル時に計算されます）：

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 };
};

書式、入力要素などの数値フィールドに必要な幅を決定するのに役立ちます。

あなたが受け入れた回答のはるかに短いバージョンについては、ビットをくすぐるハックを参照してください。また、最初に大きな定数をチェックすることにより、入力が正規分布である場合に、より早く答えを見つけるという利点もあります。 (v >= 1000000000)値の76％をキャッチするので、最初にチェックする方が平均して速くなります。

文字列に変換してから組み込み関数を使用する

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

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

以前のポスターでは、10で割るループが提案されていました。最新のマシンでの乗算ははるかに高速なので、代わりに次のコードをお勧めします。

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

ppcアーキテクチャには、ビットカウント命令があります。これにより、1つの命令で正の整数の2を底とする対数を決定できます。たとえば、32ビットは次のようになります。

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

大きな値で小さなエラーマージンを処理できる場合は、別のいくつかの指示を使用してそれをログベース10に変換できます。

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

これはプラットフォーム固有であり、少し不正確ですが、分岐、除算、または浮動小数点への変換も含まれません。すべてはあなたが必要とするものに依存します。

私は手元にあるppc命令しか知りませんが、他のアーキテクチャにも同様の命令があるはずです。

 #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;
 }

これはおそらく、問題を解決する最も簡単な方法です。10進数の前の数字のみを気にし、10未満の数字は1桁だと仮定します。

アイラバクスターの答えが好きです。以下は、さまざまなサイズを処理し、最大整数値を処理するテンプレートバリアントです（ループから上限チェックを引き上げるために更新されています）。

#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;
}

ループから追加のテストを引き上げてパフォーマンスを向上させるには、max_decimal（）を特殊化して、プラットフォーム上の各タイプの定数を返す必要があります。十分に魔法のあるコンパイラーは、max_decimal（）の呼び出しを定数に最適化できますが、今日のほとんどのコンパイラーでは、特殊化の方が優れています。現状では、max_decimalはループから削除されたテストよりもコストがかかるため、このバージョンはおそらく遅くなります。

読者のための演習として、それらはすべて残しておきます。

#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
            )
        )
    );
}

さらに別のコードスニペット。基本的にはVitaliと同じですが、バイナリ検索を採用しています。Powers配列は、符号なしの型インスタンスごとに1回遅延初期化されます。符号付き型のオーバーロードはマイナス記号を処理します。

#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) );
}

さらなる最適化に関心がある場合は、powers配列の最初の要素は使用されず、2回l表示されることに注意してください+1。

ケースの桁数及び各桁の値を使用、これを必要とされています。

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

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

digit現在ループで処理されている数値の位置に値を提供します。たとえば、数値1776の場合、数字の値は次のとおりです
。1番目のループでは6 6
番目のループでは
7 7 番目のループでは7 7
4番目のループでは1

// 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
                )
            )
        )
    );
}

整数 'X'の場合、ループを使用せずに桁数を知りたい場合、このソリューションは1行で1つの数式でのみ機能するため、これはこの問題に対してこれまでに見た中で最も最適なソリューションです。

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

int numberOfDigits(int n){

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

これは、ベース10で必要な場合に行うことです。非常に高速で、整数をカウントするスタックオーバーフロックを購入できません。

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";

より高速の方が効率的である場合、これはandrei alexandrescuの改善の改善です。彼のバージョンは、素朴な方法（すべての桁で10で割る）よりもすでに高速でした。以下のバージョンは一定時間で、少なくともすべてのサイズでx86-64とARMで高速ですが、バイナリコードの2倍のサイズを占めるため、キャッシュに適していません。

私のアレキのバージョン対このバージョンのベンチマーク愚行FacebookでPR。

上の作品unsigned、ではありません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);
}

ユーザーが数字の桁数を正しく回答したかどうかを確認する必要があるプログラムで作業していたため、整数の桁数を確認する方法を開発する必要がありました。それは結局解決するのが比較的簡単なことでした。

double check=0, exponent=1000;

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

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

これは、現在10 ^ 1000桁未満の数値で機能する私の答えになりました（指数の値を変更することで変更できます）。

PS私はこの答えが10年遅れていることを知っていますが、他の人がそれを使用する可能性があるため、2020年にここに到着しました。

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);
    }
};

でどこpowers_and_max我々は(10^n)-1すべてのためにn、このような

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

そしてstd::numeric_limits<type>::max()配列で：

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());
   }
};

ここに簡単なテストがあります：

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);

もちろん、順序付けされたセットの他の実装が使用される可能性がpowers_and_maxあり、クラスタリングが存在するという知識があったとしても、クラスタがおそらく自己調整ツリー実装である可能性がある場所についての知識は最善ではないかもしれません

効果的な方法

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;
}

優先ソリューションのC ++ 11更新：

#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;
        }

doubleなどによるテンプレートのインスタンス化を防止します。al。

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;
}

これが私のやり方です：

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

        return count;
    }

ここに別のアプローチがあります：

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

これは効率的ではなく、他の人が提案したものとは異なるだけです。