Modo efficiente per determinare il numero di cifre in un numero intero

Qual è un modo molto efficace per determinare quante cifre ci sono in un numero intero in C ++?

Bene, il modo più efficiente, presumendo che tu conosca la dimensione dell'intero, sarebbe una ricerca. Dovrebbe essere più veloce dell'approccio basato sul logaritmo molto più breve. Se non ti interessa contare "-", rimuovi + 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];
}

Il modo più semplice è fare:

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

log10 è definito in <cmath>o <math.h>. Dovresti profilare questo per vedere se è più veloce di tutti gli altri pubblicati qui. Non sono sicuro di quanto sia robusto per quanto riguarda la precisione in virgola mobile. Inoltre, l'argomento non è firmato come valori negativi e il registro non si mescola realmente.

Forse ho frainteso la domanda ma non lo fa?

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++; }

Nota: "0" avrà 0 cifre! Se hai bisogno di 0 per sembrare avere 1 cifra, usa:

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

(Grazie Kevin Fegan)

Alla fine, usa un profiler per sapere quale delle risposte qui sarà più veloce sulla tua macchina ...

Scherzo pratico: questo è il modo più efficiente (il numero di cifre viene calcolato in fase di compilazione):

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 };
};

Può essere utile per determinare la larghezza richiesta per il campo numerico in formattazione, elementi di input ecc.

Vedi Bit Twiddling Hacks per una versione molto più breve della risposta che hai accettato. Ha anche il vantaggio di trovare la risposta prima se l'input è normalmente distribuito, controllando prima le costanti grandi. (v >= 1000000000)rileva il 76% dei valori, quindi verificare che in primo luogo sia in media più veloce.

convertire in stringa e quindi utilizzare le funzioni integrate

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

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

Un poster precedente suggeriva un ciclo che si divide per 10. Poiché le moltiplicazioni su macchine moderne sono molto più veloci, raccomanderei invece il seguente codice:

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

L'architettura ppc ha delle istruzioni per il conteggio dei bit. Con ciò, è possibile determinare la base di log 2 di un numero intero positivo in una singola istruzione. Ad esempio, 32 bit sarebbe:

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

Se riesci a gestire un piccolo margine di errore su valori di grandi dimensioni, puoi convertirlo in log base 10 con altre poche istruzioni:

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

Questo è specifico per la piattaforma e leggermente impreciso, ma non comporta anche rami, divisione o conversione in virgola mobile. Tutto dipende da cosa ti serve.

Conosco solo le istruzioni ppc, ma altre architetture dovrebbero avere istruzioni simili.

 #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;
 }

Questo è probabilmente il modo più semplice per risolvere il tuo problema, supponendo che ti interessi solo delle cifre prima del decimale e supponendo che qualcosa di meno di 10 sia solo 1 cifra.

Mi piace la risposta di Ira Baxter. Ecco una variante di modello che gestisce le varie dimensioni e gestisce i valori interi massimi (aggiornati per sollevare il check out del limite superiore dal loop):

#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;
}

Per ottenere effettivamente le prestazioni migliorate sollevando il test aggiuntivo fuori dal ciclo, è necessario specializzare max_decimal () per restituire costanti per ogni tipo sulla piattaforma. Un compilatore sufficientemente magico potrebbe ottimizzare la chiamata a max_decimal () su una costante, ma oggi la specializzazione è migliore con la maggior parte dei compilatori. Allo stato attuale, questa versione è probabilmente più lenta perché max_decimal costa più dei test rimossi dal loop.

Lascio tutto questo come esercizio per il lettore.

#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
            )
        )
    );
}

Ancora un altro frammento di codice, che fa sostanzialmente lo stesso di Vitali ma impiega la ricerca binaria. L'array Powers viene inizializzato lentamente una volta per ogni istanza di tipo senza segno. Il sovraccarico del tipo firmato si occupa del segno meno.

#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) );
}

Se qualcuno si preoccupa di un'ulteriore ottimizzazione, tieni presente che il primo elemento dell'array power non viene mai utilizzato e lappare +12 volte.

nel caso in cui sia necessario il numero di cifre E il valore di ciascuna posizione, utilizzare questo:

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

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

digitti dà il valore nella posizione numerica che è attualmente elaborata nel ciclo. ad esempio per il numero 1776 il valore della cifra è:
6 nel 1 ° ciclo
7 nel 2 ° ciclo
7 nel 3 ° ciclo
1 nel 4 ° ciclo

// 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
                )
            )
        )
    );
}

per intero 'X' vuoi conoscere il numero di cifre, va bene senza usare alcun loop, questa soluzione agisce in una formula in una riga solo quindi questa è la soluzione più ottimale che abbia mai visto a questo problema.

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

int numberOfDigits(int n){

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

Questo è quello che farei, se lo volessi per la base 10. È abbastanza veloce e non otterrai uno stack overclock comprando numeri interi

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";

Se più veloce è più efficiente, questo è un miglioramento rispetto al miglioramento di andrei alexandrescu . La sua versione era già più veloce del modo ingenuo (dividendo per 10 ad ogni cifra). La versione seguente è a tempo costante e più veloce almeno su x86-64 e ARM per tutte le dimensioni, ma occupa il doppio del codice binario, quindi non è così intuitivo per la cache.

Benchmark per questa versione vs la versione di alexandrescu sul mio PR su follia di Facebook .

Funziona unsigned, no 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);
}

Stavo lavorando a un programma che mi richiedeva di verificare se l'utente aveva risposto correttamente a quante cifre c'erano in un numero, quindi ho dovuto sviluppare un modo per controllare la quantità di cifre in un numero intero. Alla fine è stata una cosa relativamente facile da risolvere.

double check=0, exponent=1000;

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

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

Questa è stata la mia risposta che attualmente funziona con numeri con meno di 10 ^ 1000 cifre (può essere modificato cambiando il valore dell'esponente).

PS So che questa risposta è in ritardo di dieci anni, ma sono arrivata qui nel 2020, quindi altre persone potrebbero usarla.

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);
    }
};

dove powers_and_maxabbiamo (10^n)-1per tutto nciò che

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

e std::numeric_limits<type>::max()in un array:

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());
   }
};

ecco un semplice test:

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);

Ovviamente qualsiasi altra implementazione di un set ordinato potrebbe essere utilizzata per powers_and_maxe se ci fosse la conoscenza che ci sarebbe un clustering ma nessuna conoscenza di dove potrebbe essere il cluster forse un'implementazione dell'albero autoregolante potrebbe essere la migliore

modo effettivo

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;
}

Aggiornamento C ++ 11 della soluzione preferita:

#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;
        }

impedisce l'istanza del modello con double, et. 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;
}

Questo è il mio modo di farlo:

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

        return count;
    }

Ecco un approccio diverso:

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

Questo potrebbe non essere efficiente, solo qualcosa di diverso da quello che altri hanno suggerito.