Question

给定一个泛型整数类型 IntType，很容易为 base-10 数字确定 std::to_chars 操作所需的缓冲区类型：

std::array<char, std::numeric_limits<IntType>::digits10 + 1 + std::is_signed<IntType>::value> buf;

由于 std::to_chars 不会以 NUL 结尾，并且只添加数字（以及可能的前面 '-'，如果有符号），这应该适用于所有内置整数类型。需要 + 1 是因为 digits10 for integral types 返回以 10 为底的对数的下限，而不是上限。

这引出了一个问题：给定一个通用 std::to_chars 的浮点 FloatType 调用的最小缓冲区大小是多少，要在不丢失的情况下进行转换（写入所有十进制数字），使用每个 { {3}} 个值？

Answer 1

请注意，所需的最小缓冲区因所需的浮点格式而异。使用 max_digits10 和 max_exponent10 总是足以确定 base-10 输出所需的最少字符数，假设不希望输出比浮点类型包含的精度更高的精度。

这个问题不仅限于to_chars。 printf 系列中的 C 标准库函数将具有相同的行为，因此这在 C 中与在 C++ 中的权重相同。

std::chars_format::scientific 或 %e (printf specifier)：
```
template<typename T>
constexpr int log10ceil(T num) {
    return num < 10? 1: 1 + log10ceil(num / 10);
}

std::array<char, 4 + 
                 std::numeric_limits<FloatType>::max_digits10 + 
                 std::max(2, log10ceil(std::numeric_limits<FloatType>::max_exponent10))
          > buf;
```
函数 log10ceil 允许 constexpr 计算最大可能指数中有多少位数字。根据标准，指数中必须至少有 2 位数字，因此要针对最小指数宽度进行测试。写入时使用的精度不得大于 max_digits10 - 1。使用这个精确的精度将提供到字符串表示的无损转换。

添加的 4 个字符容纳了输出中可能的符号、小数点和 "e+" 或 "e-"。
std::chars_format::fixed 或 %f (printf specifier)：
```
std::array<char, 2 + 
                 std::numeric_limits<FloatType>::max_exponent10 +
                 std::numeric_limits<FloatType>::max_digits10
          > buf;
```
同样，使用的精度不能大于 max_digits10 - 1。使用这个精确的精度将提供到字符串表示的无损转换。

添加 2 个字符以容纳输出中可能的符号和小数点。
std::chars_format::general 或 %g (printf specifier)：

对于 general 情况，最小缓冲区始终与 scientific 情况相同。但是，使用的精度不得大于 max_digits10 以无损转换为字符串表示，而不是如上所述减去一个。

请注意，在所有这些示例中，缓冲区恰好是最大字符串表示的大小。如果需要NUL-终止符或其他内容，则必须相应增加大小。