Converting Binary Floating-Point Numbers to Shortest Decimal Strings: An Experimental Review

jeudi, 29 janv. 2026·
Jaël Champagne Gareau
Jaël Champagne Gareau
,
Daniel Lemire
Résumé
When sharing or logging numerical data, we must convert binary floating-point numbers into their decimal string representations. For example, the number $\pi$ might become 3.1415927. Engineers have perfected many algorithms for producing such accurate, short strings. We present an empirical comparison across diverse hardware architectures and datasets. Cutting-edge techniques like Schubfach and Dragonbox achieve up to a tenfold speedup over Steele and White’s Dragon4, executing as few as 210 instructions per conversion compared to Dragon4’s 1500–5000 instructions. Often per their specification, none of the implementations we surveyed consistently produced the shortest possible strings—some generate outputs up to 30% longer than optimal. We find that standard library implementations in languages such as C++ and Swift execute significantly more instructions than the fastest methods, with performance gaps varying across CPU architectures and compilers. We suggest some optimization targets for future research.
Type
Publication
Software: Practice and Experience
publications
Jaël Champagne Gareau
Auteurs
Chercheur postdoctoral en informatique
Je suis actuellement chercheur postdoctoral en informatique à l’Université TÉLUQ, où mes travaux portent sur l’accélération de la conversion de nombres entiers et flottants en chaînes de caractères décimales. Au cours de mon doctorat, j’ai conçu des algorithmes et des structures de données exploitant l’architecture moderne des ordinateurs afin de résoudre de grandes instances de processus décisionnels de Markov (MDP). Durant ma maîtrise, j’ai développé des algorithmes de planification d’itinéraires pour véhicules électriques, visant à déterminer le chemin optimal entre deux points tout en minimisant le temps total du trajet (déplacement, recharge et attente aux bornes).

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