如何在 C++ 中将 wstring 转换为 double？

引言

C++ 编程涉及了解如何处理不同的数据类型，并且在不出现任何故障的情况下在一种数据类型与其他数据类型之间切换是至关重要的一面。开发者普遍的一个需求是将 wstring 转换为 double。除了通用转换之外，在处理涉及宽字符的国际化应用程序时，将 wstring 转换为 double 变得尤为重要。在本文中，我们将探讨在 C++ 编程语言 中将 wstring 转换为 double 的各种方法，并提供详细的步骤和代码。

问题陈述

将 wstring 转换为 double 时遇到的许多挫折都源于此处。宽字符串支持大型字符集，其中包括非 ASCII 字符，因此对于国际化应用程序至关重要。因此，当这些宽字符串用于存储整数时，需要将它们转换为 double 或其他类型，以便进行计算。这种转换不像看起来那么简单，需要特别注意并理解一些方法和其他注意事项。

转换方法

1. 使用 std::stod

• 为了将能够容纳宽字符的字符串转换为标准的 double 字符串，可以推荐使用 std::stod 函数。该函数在 C++11 中引入。它能够比其前身更方便地将 wstring 转换为 double。它针对宽字符串（即 wstring）进行了优化，因此使用起来很简单。

输出

 
The converted value is: 123.456   

说明

在这种情况下，std::stod 接受宽字符串 L"123.456" 并将其转换为 double。如果提供的信息不合适或数据过大，该函数还包含异常处理。

1. 头文件包含
   
   • <iostream>：包含此头文件是为了执行输入输出流操作，尤其是在屏幕上显示输出时。
   • <string>：此头文件允许使用 std::wstring 类型，这对于使用宽字符串是必需的。
2. 主函数
   
   • main 函数是整个程序的起点，它实现了转换逻辑。
3. 宽字符串初始化
   
   • 例如，宽字符串是 L'123.456，并且创建了一个名为 wide_str 的 std::wstring。前缀 'L' 表示这是一个宽字符串。
4. 使用 std::stod
   
   • 前面提到的 std::stod 函数基本上是一个允许将 std::wstring 转换为 double 类型的函数。它解析给定宽字符串的内容并以 double 类型返回这些内容。
   • 如果转换存在一些需要解决的问题，此函数可能会抛出异常。
   • std::out_of_range：当转换后的值小于或大于 double 可容纳的范围时引发。
5. 错误处理
   
   • 代码使用 try-catch 块来捕获这些异常并进行适当处理。如果抛出异常，则使用 std::wcerr（宽字符错误输出流）打印错误消息。
6. 输出
   
   • 如果转换成功，则使用 std::wcout（宽字符输出流）打印结果。

2. 使用 std::wstringstream

另一种方法是使用 std::wstringstream，它是 std::stringstream 的宽字符版本，它提供了一种灵活的方式在字符串和数值类型之间进行转换。

输出

 
The converted value is: 123.456   

说明

在这种情况下，std::wstringstream 用于从宽字符串提取数据并将其转换为 double。这种方法很全面，也可以改进以处理各种格式和解析。

1. 头文件包含
   
   • 此代码中包含了三个头文件：iostream 和 sstream。这些头文件在执行输入/输出操作、对字符串流执行操作以及管理字符串对象时非常重要。
2. 主函数
   
   • main 函数是程序运行时控制流进入的地方。转换的逻辑实现 resides 在此函数中。
3. 宽字符串初始化
   
   • 我们声明一个 std::wstring 类型的 wide_str 并为其分配一个宽字符串字面量，例如 L"123.456"。L 前缀是因为这是一个宽字符串，当需要更多字符时，它会取代普通字符串。
4. 创建宽字符串流
   
   • 此字符串对象包含之前创建的宽字符串 wide_str。std::wstringstream 类是 std::stringstream 类的宽字符版本，它允许进行类似字符串的输入输出操作。
5. 提取 double 类型的值
   
   • 通过使用提取运算符 (>>) 将 std::wstringstream 对象中实际分配的值提取到名为 value 的 double 值中，即可实现输入提取。此操作基本上会尝试将宽字符串的内容读取为 double 类型变量。
6. 检查转换失败
   
   • 一旦（如果可能）尝试了提取操作，代码将通过调用 std::wstringstream 对象的 fail() 方法来检查转换是否失败。在之前提取操作失败的情况下（即输入字符串不代表有效的 double），fail() 方法将返回 true。
7. 错误处理
   
   • 如果转换失败，则会在标准错误流 stderr 上显示一条错误消息——这是使用 std::wcerr 完成的，它专门用于 Windows。当输入字符串直接转换为 double 不成功时，“转换失败。”这条消息适用。
8. 程序终止
   
   • 程序执行的最后一步是返回 0。这表示执行成功。
9. 处理转换错误
   
   • 当我们要将 wstring 转换为 double 或反之亦然时，它将适用。由于输入无效或值超出 double 可表示范围等原因，转换将存在限制。然而，此后已采用其他机制，包括 std::stod 和 std::wstringstream，它们可以检查错误并进行处理。

3. 区域感知转换

输出

 
Converted value: 123.456
Converted value: 78.9
Conversion failed for: invalid
Converted value: 1e+22
Converted value: 1234.56
Converted value: 1.23456
Final converted values:
123.456
78.9
1e+22
1234.56
1.23456   

说明

1. 函数：getSampleData
   
   • 实现返回一个包含正确数字、无效字符串和由符号分隔的数字等的宽字符串向量。
2. 函数：convertToDoubles
   
   • 区域设置：它使用当前用户的区域设置来解决数值表示统一性问题。
   • 转换循环：对于每个转换为 std::wstringstream 的宽字符串到 double 的过程，如果发生错误，都必须使用此结构。
   • 错误处理：确定转换是否成功，并检查转换后流中是否还有剩余字符。如果有任何错误，则报告错误。
   • 结果存储：准备一个向量，其中将存储正确转换后的 double 值。
3. 主函数
   
   • 数据准备：加载一些保留的示例宽字符串。
   • 转换：使用 convertToDoubles 将这些字符串转换为 double。
   • 结果显示：显示已转换的数字。

关键点

• 区域设置处理：它确保区域设置在适当的位置正确嵌入，以执行涉及使用可能与其他内部过程（如逗号）一起出现的数字的活动。
• 错误检查：确保只转换系统中已确定的正确且可接受的字符串类型，并向用户提供错误检查和反馈。
• 现代 C++ 功能：使用 std::vector 和 locale imbue 等以及其他高级现代功能来满足实际应用的需求。

为什么要转换？

1. 数值计算
   
   1. 算术运算：除非信息本质上是数值的，否则它不能用于执行算术、统计计算等数学过程。将 wstring 转换为 double 有助于使用 C++ 内置的数学功能。
   2. double：在浮点计算方面，double 提供了很大的压缩和范围，这在大多数科学和工程领域都需要。
2. 数据解析和验证
   
   1. 用户输入：在应用程序中，用户有时可以提供可能是文本形式（宽字符串）的数字。将此输入转换为 double 有助于应用程序验证和处理该问题。
   2. 文件和数据库处理：外部信息（如文件或数据库）通常以字符串形式包含数据。在没有首先将其转换为 double 的情况下，无法对其进行分析或操作。
3. 国际化
   
   1. 用于安装多种语言的灵活字符串：在字符串在应用程序的语言内容方面变得过于受限的情况下，也可以使用 wstring。这通常允许将来自各种语言和文化中看似不连贯的文本数据的宽字符串数据转换为双精度数字。
4. 互操作性
   
   1. API 集成：许多 API 和库期望数值，尤其是在它们被双引号引起来时。从 wstring 到 double 的转换是为了符合这些内部和外部工具和服务。
   2. 将任何格式的数字字符串转换为 double，不仅为了当前应用程序，还为了将来可能设计的其他应用程序，包括系统的可扩展性能力。
5. 数据表示的灵活性
   
   1. 多种输入格式：宽字符串可以接受不同方向的数字，包括使用不同的分隔符和不同的区域设置。这些数字被转换为 double，以确保数字的统一性和可处理模式。
   2. 自定义解析：从宽字符串到 long double 的递归转换可以通过使用 std::wstringstream 使用深度结构来实现，这些结构往往是自定义解析的。

结论

在 C++ 编程语言中将 wstring 转换为 double 是一种正常的做法，它涉及许多复杂性以及执行此操作的各种方法。更复杂的转换是使用 std::wstringstream，它提供了更多选项。此外，适当的错误处理实践对于加强语言的转换过程至关重要。通过理解和利用这些技术，C++ 开发人员可以在其应用程序中有效地管理宽字符串到 double 的转换。