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指数表記された文字列の数値変換方法について /たかじ (17/11/28(Tue) 17:28) #85832
Re[1]: 指数表記された文字列の数値変換方法について /WebSurfer (17/11/28(Tue) 18:07) #85833
Re[1]: 指数表記された文字列の数値変換方法について /魔界の仮面弁士 (17/11/29(Wed) 09:42) #85853
  └ Re[2]: 指数表記された文字列の数値変換方法について /たかじ (17/11/30(Thu) 16:33) #85904 解決済み
    └ Re[3]: 指数表記された文字列の数値変換方法について /魔界の仮面弁士 (17/12/01(Fri) 11:13) #85915 解決済み
      └ Re[4]: 指数表記された文字列の数値変換方法について /たかじ (17/12/06(Wed) 10:14) #85967
        ├ Re[5]: 指数表記された文字列の数値変換方法について /魔界の仮面弁士 (17/12/06(Wed) 13:31) #85971
        └ Re[5]: 指数表記された文字列の数値変換方法について /Hongliang (17/12/06(Wed) 11:59) #85970
          └ Re[6]: 指数表記された文字列の数値変換方法について /魔界の仮面弁士 (17/12/06(Wed) 14:16) #85972
            └ Re[7]: 指数表記された文字列の数値変換方法について /たかじ (17/12/07(Thu) 19:00) #85999 解決済み


親記事 / ▼[ 85833 ] ▼[ 85853 ]
■85832 / 親階層)  指数表記された文字列の数値変換方法について
□投稿者/ たかじ (5回)-(2017/11/28(Tue) 17:28:42)

分類:[.NET 全般] 

お世話になっております。

指数表記されている文字列(2.12345678975E9や3.4E+38など)を
decimalにTryParseすると、変換に失敗します。

指数表記ありの文字列を、.NET標準の機能でdecimalに変換することは可能でしょうか?
ご存じの方いっしゃいましたら、変換方法を教えて頂けないでしょうか。

環境:
Visual Studio 2013 Professional
.NET 4.0

以上、よろしくお願いいたします。
[ □ Tree ] 返信 編集キー/

▲[ 85832 ] / 返信無し
■85833 / 1階層)  Re[1]: 指数表記された文字列の数値変換方法について
□投稿者/ WebSurfer (1369回)-(2017/11/28(Tue) 18:07:12)
No85832 (たかじ さん) に返信

> 指数表記ありの文字列を、.NET標準の機能でdecimalに変換することは可能でしょうか?

Decimal.TryParse メソッド (String, NumberStyles, IFormatProvider, Decimal) という
オーバーロードがありますが、それは使えませんか?
[ 親 85832 / □ Tree ] 返信 編集キー/

▲[ 85832 ] / ▼[ 85904 ]
■85853 / 1階層)  Re[1]: 指数表記された文字列の数値変換方法について
□投稿者/ 魔界の仮面弁士 (1484回)-(2017/11/29(Wed) 09:42:45)
No85832 (たかじ さん) に返信
> 指数表記されている文字列(2.12345678975E9や3.4E+38など)を
> decimalにTryParseすると、

Decimal ではなく decimal と表記されていることからして、
VB ではなく C# をお使いでしょうか。


> 変換に失敗します。

前者は、NumberStyles を受け取る TryParse のオーバーロードを使えば変換できますが、
後者はどうやっても不可能です。最大値(decimal.MaxValue)を大幅に超えていますから…。

3.4E+38 はおろか、3.4E+29 でも不可能です。(3.4E+28 なら変換できますけれども)
System.Decimal の scale は 0〜28 の範囲しか指定できません。
https://msdn.microsoft.com/ja-jp/library/bb1c1a6x.aspx


なお System.Decimal は、有効桁数も含めて保持されるため、
 string s1 = "2.12345678975E9";

 string s2 = "2.12345678975000E9";
は異なる変換結果になることにご注意ください。

string s1 = "2.12345678975E9";
string s2 = "2.12345678975000E9";

NumberStyles ns = NumberStyles.AllowExponent | NumberStyles.Float;
IFormatProvider fmt = CultureInfo.InvariantCulture;

decimal d1, d2;
Console.WriteLine(decimal.TryParse(s1, ns, fmt, out d1));
Console.WriteLine(decimal.TryParse(s2, ns, fmt, out d2));
Console.WriteLine(d1 == d2); // 値としては同じ
Console.WriteLine(d1); // 有効桁数12桁で表示される
Console.WriteLine(d2); // 有効桁数15桁で表示される
[ 親 85832 / □ Tree ] 返信 編集キー/

▲[ 85853 ] / ▼[ 85915 ]
■85904 / 2階層)  Re[2]: 指数表記された文字列の数値変換方法について
□投稿者/ たかじ (6回)-(2017/11/30(Thu) 16:33:49)
WebSurferさん、魔界の仮面弁士さん

ご連絡が遅くなりすみません。
ご回答ありがとうございます。

遅くなりましたが、開発言語はC#です。

ご丁寧にサンプルも記載して頂き、わかりやすかったです。
指数表記の数値変換方法については、
ご掲示頂いた内容で解決することができました。
ありがとうございます。

※魔界の仮面弁士さんにご掲示頂くまで、
decimal有効桁数の存在をすっかり忘れていました。。。

3.4E+38の変換については、型の問題もありますので、解決方法検討してみます。

解決済み
[ 親 85832 / □ Tree ] 返信 編集キー/

▲[ 85904 ] / ▼[ 85967 ]
■85915 / 3階層)  Re[3]: 指数表記された文字列の数値変換方法について
□投稿者/ 魔界の仮面弁士 (1489回)-(2017/12/01(Fri) 11:13:23)
# 解決済みマークはつけたままにしておきます。

No85904 (たかじ さん) に返信
>>> 指数表記されている文字列(2.12345678975E9や3.4E+38など)を
>>> decimalにTryParseすると、変換に失敗します。
>> 後者はどうやっても不可能です。最大値(decimal.MaxValue)を大幅に超えていますから…。
> 3.4E+38の変換については、型の問題もありますので、解決方法検討してみます。


値が大きいので、基本的には System.Single や System.Double の
出番な気がしますが、最終的には要件が求める許容誤差次第ですね。


あとは System.Numerics.BigInteger を使う手もありますが、
あくまで整数なので、"3.4E+38" はパースできても、
"2.12345678975E9" の方には使えません。


using System;
using System.Globalization;
using System.Numerics; // 参照設定: System.Numerics.dll
class Program
{
 static void Main()
 {
  var ns = NumberStyles.Float;
  var fmt = CultureInfo.InvariantCulture;

  string s1 = "2.12345678975E9";
  decimal dm; double d1; float f1;
  decimal.TryParse(s1, ns, fmt, out dm); // true
  double.TryParse(s1, ns, fmt, out d1);  // true
  float.TryParse(s1, ns, fmt, out f1);  // true
  Console.WriteLine("{0:N4}", dm); // 2,123,456,789.7500
  Console.WriteLine("{0:N4}", d1); // 2,123,456,789.7500
  Console.WriteLine("{0:N4}", f1); // 2,123,457,000.0000

  string s2 = "3.4E+38";
  BigInteger b1, b2, b3; double d2; float f2;
  BigInteger.TryParse(s2, ns, fmt, out b1); // true
  double.TryParse(s2, ns, fmt, out d2);   // true
  float.TryParse(s2, ns, fmt, out f2);    // true
  b2 = (BigInteger)d2;
  b3 = (BigInteger)f2;
  Console.WriteLine("{0:N4}", b1); // 340,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000.0000
  Console.WriteLine("{0:N4}", d2); // 340,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000.0000
  Console.WriteLine("{0:N4}", b2); // 339,999,999,999,999,996,123,846,586,046,231,871,488.0000
  Console.WriteLine("{0:N4}", b3); // 339,999,995,214,436,424,907,732,413,799,364,296,704.0000

  Console.ReadKey();
 }
}


あとは、nuget などからの導入になりますが、BigDecimal とかですかね。


Deveel.Math.BigDecimal v1, v2, v3;
Deveel.Math.BigDecimal.TryParse("2.12345678975E9", out v1);
Deveel.Math.BigDecimal.TryParse("3.4E+38", out v2);
Deveel.Math.BigDecimal.TryParse("340000000000000000000000000000000000000", out v3);

上記はいずれも true を返しますが、値の大小比較をする際には注意が必要です。
v2 と v3 は、数値的には同じ値ですが、有効桁数が異なりますので。

Console.WriteLine(v2.CompareTo(v3)); // 0 (一致)
Console.WriteLine(v2 == v3);  // False (不一致)
Console.WriteLine("{0}", v1); // 2123456789.75
Console.WriteLine("{0}", v2); // 3.4E+38
Console.WriteLine("{0}", v3); // 340000000000000000000000000000000000000

※ v2 は 指数 -37、有効桁数 2 桁 ( 34 × 10 ^ -37)
※ v3 は 指数 0、有効桁数 39 桁 (340000000000000000000000000000000000000 × 10 ^ 0)
解決済み
[ 親 85832 / □ Tree ] 返信 編集キー/

▲[ 85915 ] / ▼[ 85971 ] ▼[ 85970 ]
■85967 / 4階層)  Re[4]: 指数表記された文字列の数値変換方法について
□投稿者/ たかじ (7回)-(2017/12/06(Wed) 10:14:15)
No85915 (魔界の仮面弁士 さん) に返信

解決方法のご提案までありがとうございます。

Deveel.Math.BigDecimalを初めて知ったので、
サンプルを作成しながら利用可能か試しているのですが、気になる点があります。
もしご存知でしたら教えていただけないでしょうか。

・BigDecimalの演算はAdd、Subtract、Multiply、Divideのメソッドを使用しないとだめなのでしょうか?
 下記の結果だと、Subtractを使用すると指数表記無しで、*だと指数表記なのも気になります。
・指数表記の値をToXXで変換するとエラーが発生するのですが、回避策などありますでしょか?

Deveel.Math.BigDecimal b1 = 300;
Deveel.Math.BigDecimal b2 = 10000000;
Deveel.Math.BigDecimal b3 = b1 * b2;
Deveel.Math.BigDecimal b4 = b1.Multiply(b2);
Console.WriteLine("{0}", b1); // 300
Console.WriteLine("{0}", b2); // 10000000
Console.WriteLine("{0}", b3); // 3.00E+9
Console.WriteLine("{0}", (UInt32)b3); // 3000000000
Console.WriteLine("{0}", b4.ToDecimal()); // 3000000000
Console.WriteLine("{0}", (decimal)b3); // 3000000000
Console.WriteLine("{0}", b3.ToDecimal()); // 例外が発生(Negative exponent)

以上、よろしくお願いいたします。
[ 親 85832 / □ Tree ] 返信 編集キー/

▲[ 85967 ] / 返信無し
■85971 / 5階層)  Re[5]: 指数表記された文字列の数値変換方法について
□投稿者/ 魔界の仮面弁士 (1495回)-(2017/12/06(Wed) 13:31:14)
2017/12/06(Wed) 14:06:25 編集(投稿者)

No85967 (たかじ さん) に返信
> Deveel.Math.BigDecimalを初めて知ったので、
BigDecimal の実装例は他にもあります(例: No75940 )が、
その中でも、Deveel は有名どころかと思います。

Microsoft 製ライブラリによる BigDecimal 実装が欲しければ、
 C:\Windows\assembly\GAC_32\vjslib\2.0.0.0__b03f5f7f11d50a3a\vjslib.dll
という手もありますが、今回の要件には合わないですね。
https://blogs.msdn.microsoft.com/dd_jpn/2007/06/26/visual


> ・BigDecimalの演算はAdd、Subtract、Multiply、Divideのメソッドを使用しないとだめなのでしょうか?

「x * y」と「y * x」では結果が変わりますよね?

x * y の右値(y)が何であれ、左値(x)の『精度』が優先されるためです。
これは乗算だけでなく、加算・減算・除算においても同じことです。

そして、このクラスにとっての x * y というのは、
x.Multiply(y, new MathContext(x.Precision)) の意味です。



//using Deveel.Math:

BigDecimal b1 = 300;         // 300×10^0
BigDecimal b2 = 10000000 ;     // 10000000×10^0
BigDecimal b3 = b1 * b2;      // 300×10^-7
BigDecimal b4 = b2 * b1;      // 30000000×10^-2
BigDecimal b5 = b1.Multiply(b2);  // 3000000000
BigDecimal b6 = b1.Multiply(b2, new MathContext(b1.Precision));
BigDecimal b7 = b1.Multiply(b2, MathContext.Unlimited);

Console.WriteLine("{0}", b1); // 300
Console.WriteLine("{0}", b2); // 10000000
Console.WriteLine("{0}", b3); // 3.00E+9
Console.WriteLine("{0}", b4); // 3.0000000E+9
Console.WriteLine("{0}", b5); // 3000000000
Console.WriteLine("{0}", b6); // 3.00E+9
Console.WriteLine("{0}", b7); // 3000000000


>  下記の結果だと、Subtractを使用すると指数表記無しで、*だと指数表記なのも気になります。

指数表現を望まないのであれば、ToPlainString メソッドを使ってみてください。


> ・指数表記の値をToXXで変換するとエラーが発生するのですが、回避策などありますでしょか?
> Console.WriteLine("{0}", (decimal)b3); // 3000000000
> Console.WriteLine("{0}", b3.ToDecimal()); // 例外が発生(Negative exponent)

これについては、キャストで事足りるかとは思ったのですが、
どうやら駄目そうですね。

まぁ、もともとは『3.4E+38』を変換するのが目的だったので、
そもそも decimal 化で良いのか、という懸念もありますが。


で、実装を見る限りは Hongliang さんが書かれているように、
単なる実装バグのようです。

原因については、端折って書くと No85853 で述べた
精度(あるいは有効桁数)の問題です。

今回の場合、b3.UnscaledValue は 300 なので、
仮数部だけ見れば、十分に decimal の範囲なのですが、
b3.Scale が -3 なので、decimal の指数部に収まらなかったという。


単に「3000000000」という数値を表すにしても、
 decimal x1 = new Decimal(300000, 0, 0, false, 0); // x1 = 300000M;
 decimal x2 = new Decimal(3000000, 0, 0, false, 1); // x2 = 300000.0M;
 decimal x3 = new Decimal(30000000, 0, 0, false, 2);// x2 = 300000.00M;
とは書けても、
 decimal x4 = new Decimal(300, 0, 0, false, (byte)-3);
とするわけにはいかないということで。

# 実際には、「BigInteger.ValueOf(10L).Pow(-3)」によるエラー
[ 親 85832 / □ Tree ] 返信 編集キー/

▲[ 85967 ] / ▼[ 85972 ]
■85970 / 5階層)  Re[5]: 指数表記された文字列の数値変換方法について
□投稿者/ Hongliang (578回)-(2017/12/06(Wed) 11:59:52)
> ・BigDecimalの演算はAdd、Subtract、Multiply、Divideのメソッドを使用しないとだめなのでしょうか?
>  下記の結果だと、Subtractを使用すると指数表記無しで、*だと指数表記なのも気になります。

前提として、Decimalと同様に、BigDecimalも有効桁数の概念を持っています。
つまり、100と1.0E+2と1.000E+2はそれぞれ異なる内部表現を持っています。

さて、BigDecimal.Multiply(BigDecimal)は、それぞれの仮数部を乗じ、それに指数部の和をくっつけて演算終了です。
今回の場合、b1, b2はいずれも指数部が0(1)なので、b1.Multiply(b2)も指数部は0のままです。
計算結果の有効桁数(=仮数部の桁数)は10桁になりますね。

一方 * 演算子の場合、内部でBigDecimal.Multiply(BigDecimal, MathContext)を呼び出します。
MathContextは有効桁数などの情報を保持するオブジェクトで、a * bの場合、aの有効桁数が使用されます。
BigDecimal.Multiply(BigDecimal, MathContext)は、まずBigDecimal.Multiply(BigDecimal)を行った後、MathContextで指定された有効桁数に丸める処理を行います。
今回の場合、b1が有効数字3桁なので、演算結果は有効数字3桁に丸められてしまいました。

> ・指数表記の値をToXXで変換するとエラーが発生するのですが、回避策などありますでしょか?

BigDecimalは、実はDecimalへの型変換は明示暗黙問わずサポートしていないようです。
(Int16, Int32, Int64, Single, Double, BigInteger, Stringへの暗黙の型変換が定義されている)
(Decimal)b3 という変換は、実はInt64への暗黙の型変換が間に挟まります。

で、ToDecimalは、指数部が1以上持つ値に対するケアができていない、ただの実装バグに見えますね。
回避策は…UnscaledValue, Scaleとかで自前計算するとか。
[ 親 85832 / □ Tree ] 返信 編集キー/

▲[ 85970 ] / ▼[ 85999 ]
■85972 / 6階層)  Re[6]: 指数表記された文字列の数値変換方法について
□投稿者/ 魔界の仮面弁士 (1496回)-(2017/12/06(Wed) 14:16:57)
2017/12/06(Wed) 15:09:54 編集(投稿者)
2017/12/06(Wed) 14:45:33 編集(投稿者)

No85970 (Hongliang さん) に返信
> で、ToDecimalは、指数部が1以上持つ値に対するケアができていない、ただの実装バグに見えますね。
バグっぽいですね。

> 回避策は…UnscaledValue, Scaleとかで自前計算するとか。
ひとまず、これでどうでしょう。

internal static class BigDecimalExtensions
{
 public static decimal ToDecimalValue(this BigDecimal d)
 {
  return d.Add(BigDecimal.Zero, MathContext.Unlimited).ToDecimal();
 }
}

---
上記を追試してみましたが、Unlimited で補正できるものじゃないですね。
もっと根本的に、ToDecimal の実装そのものを見直さないと駄目っぽい。

string s = decimal.MaxValue.ToString(); // "79228162514264337593543950335"

BigDecimal b = BigDecimal.Parse(s);
decimal d = b.ToDecimal(); // Decimal.MinusOne を返す!


---
手抜き実装ですが、これだとどうでしょう。

internal static class BigDecimalExtensions
{
 public static decimal ToDecimalValue(this BigDecimal d)
 {
  return Decimal.Parse(d.ToPlainString());
 }
}
[ 親 85832 / □ Tree ] 返信 編集キー/

▲[ 85972 ] / 返信無し
■85999 / 7階層)  Re[7]: 指数表記された文字列の数値変換方法について
□投稿者/ たかじ (8回)-(2017/12/07(Thu) 19:00:21)
Hongliangさん、魔界の仮面弁士さん

お世話になっています。
ご回答ありがとうございます。

*とMultiplyの違いについて理解できました。

ToXXで変換するとエラーが発生すると書きましたが、
他の変換メソッドでは例外発生しませんでした。確認不足でした。
ToDecimal変換の不具合とDecimalキャストの問題点と回避案ありがとうございます。

疑問点については、お二方のご回答で解決できました。
もう少しDeveel.Math.BigDecimalを使って、
問題がないか確認してみます。
また何かあればご相談させてください。

以上、よろしくお願いします。

解決済み
[ 親 85832 / □ Tree ] 返信 編集キー/


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