怎样避免C#中将小数转换为字符串时出现科学记数法

在C#中如果float、double、decimal类型的值，小数点后的0太多时，C#会用科学记数法来表示小数的值。

例如下面的double类型0.00009，如果我们直接将其用ToString()方法转换为字符串，就会变为科学记数法9E-05

double number = 0.00009;
string defaultNumber = number.ToString(); //9E-05

此外如果float、double、decimal类型的值只有整数位，且整数后面有很多0，C#也会用科学记数法来表示整数的值，例如下面的double类型210000000000000000，如果我们直接将其用ToString()方法转换为字符串，就会变为科学记数法2.1E+17

double number = 210000000000000000;
string defaultNumber = number.ToString(); //2.1E+17

所以我们可以通过显式声明转换后字符串的格式，避免在C#中出现科学记数法：

using System;

namespace NetCoreFloat
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            double number = 0.00009;
            string defaultNumber = number.ToString(); //9E-05

            string numberFromToString = number.ToString("N5"); //0.00009

            string numberFromStringFormat = string.Format("{0:F5}", number); //0.00009

            Console.WriteLine("Press any key to end...");
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

虽然上面的代码可以让小数转换为字符串后不是科学记数法，但是很明显我们需要准确地知道小数点后会有多少位小数，才能保证转换后的精度不会丢失。

如果我们将转换格式的精度设置得过小，就会造成精度损失，如下所示：

using System;

namespace NetCoreFloat
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            double number = 0.00009;
            string defaultNumber = number.ToString(); //9E-05

            string numberFromToString = number.ToString("N3"); //0.000

            string numberFromStringFormat = string.Format("{0:F3}", number); //0.000

            Console.WriteLine("Press any key to end...");
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

而如果我们将转换格式的精度设置得过大，又会在小数最后产生多余的0，如下所示：

using System;

namespace NetCoreFloat
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            double number = 0.00009;
            string defaultNumber = number.ToString(); //9E-05

            string numberFromToString = number.ToString("N10"); //0.0000900000

            string numberFromStringFormat = string.Format("{0:F10}", number); //0.0000900000

            Console.WriteLine("Press any key to end...");
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

对此我们需要在转换格式中使用#字符，#字符不会在小数最后产生多余的0，如下所示：

using System;

namespace NetCoreFloat
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            double number = 0.00009;

            string numberFromToString = number.ToString("0.#####"); //0.00009
            numberFromToString = number.ToString("0.##########"); //0.00009

            number = 100.00009;
            numberFromToString = number.ToString("0.#####"); //100.00009
            numberFromToString = number.ToString("0.##########"); //100.00009

            number = 210000000000000000;
            numberFromToString = number.ToString("0.#####"); //210000000000000000
            numberFromToString = number.ToString("0.##########"); //210000000000000000

            Console.WriteLine("Press any key to end...");
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

实际上我们可以最大声明339个#字符，这样可以保证所有小数都能被正确地转换为字符串：

using System;

namespace NetCoreFloat
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            double number = 0.00009;

            string numberFromToString = number.ToString("0." + new string('#', 339));//0.00009

            Console.WriteLine("Press any key to end...");
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

我们也可以声明一个类FormatStrings，将339个#字符声明为一个字符串常量DoubleFixedPoint，这样用起来也会更方便：

using System;

namespace NetCoreFloat
{
    public static class FormatStrings
    {
        public const string DoubleFixedPoint = "0.###################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################";
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            double number = 0.00009;

            string numberFromToString = number.ToString(FormatStrings.DoubleFixedPoint);//0.00009

            Console.WriteLine("Press any key to end...");
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

C#浮点数的精度问题

我们这里就拿double类型来举例，float和decimal类型以此类推， double的最大值是（double.MaxValue）：

179769313486232000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

其中有15位非0数字，也就是前面的179769313486232，那么它表示double类型可以存储整数位加小数位一共15位的有效数字（也就是说double类型中，第1位和最后1位非0的数字，一共能有15位）。

例如如果我们声明一个18位的小数number，然后通过ToString方法将其输出为字符串：

double number = 1234567890.12345678;//整数10位，小数8位
string numberFromToString = number.ToString("0." + new string('#', 339));//1234567890.12346

可以看到ToString方法输出的是1234567890.12346，整数位加小数位一共只有15位，其中最后一位小数数字是6，是因为被#字符四舍五入了。

现在我们提高整数位的位数到13位，声明一个一共21位的小数，我们看看结果如何：

double number = 1234567890123.12345678;//整数13位，小数8位
string numberFromToString = number.ToString("0." + new string('#', 339));//1234567890123.12

可以看到这次最后ToString方法输出的是1234567890123.12，整数位加小数位还是一共只有15位，而这次由于整数位占用了15位中的13位数字，所以小数位只剩下2位数字。

接下来我们声明一个一共20位的整数给double类型，看看结果如何：

double number = 12345678901231211111;//整数20位
string numberFromToString = number.ToString("0." + new string('#', 339));//12345678901231200000

可以看到这次最后ToString方法输出的是12345678901231200000，原因就是因为double类型最大只能存储15位有效数字，所以最后5位1被截断了变为了0，只剩下了前面15位有效数字。

参考文献：

Converting numbers to strings without scientific notation in C#

Double to string conversion without scientific notation