如何使用 serde_json 序列化包含 f32 的结构？

Question

对于 Rust 来说相对较新。我正在尝试进行 API 调用，这需要序列化 ​​JSON 主体。

JSON 正文包含 order_amount 键，其值只能采用 INR 格式 100.36 的值，即 100 卢比和 36 派斯。还有一些示例 10.48、3.20、1.09。

我面临的问题是，在使用 serde_json 中的 json!() 进行序列化后，浮点值变得类似于 100.359765464332。

该 API 随后失败，因为它期望 order_amount 只有两位小数。

这是我的代码：

进口

use lambda_runtime::{handler_fn, Context, Error};
use reqwest::header::ACCEPT;
use reqwest::{Response, StatusCode};
use serde_json::json;
use std::env;

#[macro_use]
extern crate serde_derive;

我正在序列化的结构

#[derive(Serialize, Deserialize, Clone, Debug)]
struct OrderCreationEvent {
    order_amount: f32,
    customer_details: ...,
    order_meta: ...,
}

例如。这里的order_amount值为15.38

async fn so_my_function(
    e: OrderCreationEvent,
    _c: Context,
) -> std::result::Result<CustomOutput, Error> {
let resp: Response = client
        .post(url)
        .json::<serde_json::Value>(&json!(e))
        .send()
        .await?;

在 json!() 之后，金额被序列化为 15.379345234542。我需要15.38

我读了一些关于为 f32 编写自定义序列化器的文章，它可以截断到小数点后两位，但我对 Rust 的熟练程度有限。

所以，我找到了这段代码，并一直在修改它，但没有运气：

fn order_amount_serializer<S>(x: &f32, s: S) -> Result<S::Ok, S::Error>
where
    S: Serializer,
{
    s.serialize_f32(*x)
    // Ok(f32::trunc(x * 100.0) / 100.0)
}

无论自定义序列化器是否是问题的正确方法或解决方案，我仍然想学习如何编写一个序列化器，所以也请随时启发我。干杯! :)

Answer 1

TL;DRserde_json这是一个从扩大f32到的浮点问题f64。您可以使用像 一样简单的代码来重现它println!("{}", 77.63_f32 as f64)。要修复它，您需要转换为f64，然后舍入，并将其序列化为f64：

s.serialize_f64((*n as f64 * 100.0).trunc() / 100.0)

详细解释

代码中的问题出在与您想象的不同的地方 - 它与浮点精度有关，而不是与 serde 有关。当你写下类似这样的东西时：

let lat = 77.63_f32;

...您指示编译器将分数 7763/100 转换为f32. 但该数字不能用 an 精确表示，f32因为f32（像所有二进制浮点类型一样）使用二进制分数，即分母是某些大小限制内的 2 的幂的有理数。考虑到这些限制，7763/100 近似为 10175119/2**17。¹如果您尝试打印该f32值，您将得到预期的 77.63输出，因为println!()知道它正在打印f32第 7 个之后的所有数字都是近似值的副作用并被丢弃。

serde_json工作方式不同 - 它f32通过将值转换为f64序列化值，因为这是 JSON 和 JavaScript 使用的精度。不幸的结果是，10175119/2**17 的近似值77.63_f32被扩大到f64没有存储 77.63 的原始愿望的上下文。简单f64地存储近似值（它可以精确地容纳它，而不会进一步损失精度），当您打印结果 时f64，您会得到77.62999725341797，这就是 10175119/2**17 十进制到 16 位精度的样子。

这就是为什么实现自定义序列化s.serialize_f32(f32::trunc(*x * 100.0) / 100.0)没有任何效果 - 您将 af32四舍五入到两位小数（这在您的程序中是无操作的，因为它一开始就四舍五入），然后将其传递给serialize_f32(). serialize_f32()继续扩大该f32值，f64使近似值中的额外数字可见f32- 并且您回到了使用 serde 生成的实现开始的地方。

正确的版本必须转换f32为f64，然后去掉f64 类型中多余的数字，然后将其传递给serialize_f64()打印：

s.serialize_f64((*n as f64 * 100.0).trunc() / 100.0)

操场

这是有效的，因为：数字77.63_f32被转换为f64对应于 10175119/2**17 （即不是 77.63_f64，这将近似为²到 682840701314007/2**43）。然后，该数字在 f64 中四舍五入为两位数，并且该四舍五入产生最接近的 77.63 的近似值f64。即现在我们得到了与 Rust 源代码中使用的相同的 682840701314007/2**43 近似值77.63_f64。这是 serde 将使用的数字，并将serde_json其格式化为77.63JSON 输出。

旁注：上面的代码使用trunc()以下问题中的尝试，但也许round() 如此处所示将是更合适的选择。

¹ 您可以使用此 Python 单行代码获得此比率：

s.serialize_f64((*n as f64 * 100.0).trunc() / 100.0)

² 同样使用Python获得：

let lat = 77.63_f32;