在不改变目标类型的情况下以最高精度序列化浮点数

我需要反序列化原始二进制数据 (BinaryFormatter)，然后序列化为 JSON（用于编辑），然后再次将其序列化回二进制。 显然，我输在了浮动上。原始浮点值0xF9FF4FC1（大端，大致-12.9999933）四舍五入为0xF6FF4FC1 (-12.99999）当我序列化时原始二进制文件（正确数据和中间数据在内存中是1:1）JSON。我知道这并不是一个很大的损失，而且我知道浮动是有问题的，但由于以后可能出现不兼容问题，我想保持尽可能接近的精度。

有人用 JSON 解决过这个问题吗？如何强制它以最大精度写入浮点数？我已经尝试过将浮点数处理为十进制或双精度的内置选项，但不幸的是，输出没有区别，而且我无法更改目标值，因为当我进行二进制序列化时，它们仍然需要写为浮点数，因此会进行舍入无论在隐式转换期间。

我想要往返的包含浮动的特定类型是Vector2 from https://github.com/FNA-XNA/FNA/blob/master/src/Vector2.cs https://github.com/FNA-XNA/FNA/blob/master/src/Vector2.cs.

tl:dr 有一个浮点数，希望 JsonNET 将其尽可能精确地序列化为最终的 json 字符串。

附：我在这里阅读了大量的问题和其他地方的博客文章，但没有发现任何人试图解决同样的问题，大多数搜索命中都与浮动阅读问题有关（我稍后也需要解决）。

UPDATE:正如下面的 @dbc 所指出的 - Jsont.NET 尊重“TypeConverter”属性，因此我必须制作自己的转换器来覆盖它。

Json.NET将序列化float使用往返精度格式的值"R" (source https://github.com/JamesNK/Newtonsoft.Json/blob/master/Src/Newtonsoft.Json/JsonConvert.cs#L261）。但是，您使用的类型，https://github.com/FNA-XNA/FNA/blob/master/src/Vector2.cs https://github.com/FNA-XNA/FNA/blob/master/src/Vector2.cs, has a TypeConverter应用：

    [Serializable]
    [TypeConverter(typeof(Vector2Converter))]
    [DebuggerDisplay("{DebugDisplayString,nq}")]
    public struct Vector2 : IEquatable<Vector2>
    {
        //...

正如中所解释的牛顿软件文档 http://www.newtonsoft.com/json/help/html/SerializationGuide.htm，此类类型将使用转换器序列化为字符串：

原始类型

.Net: TypeConverter（可转换为字符串）
JSON：字符串

并且，检查代码https://github.com/FNA-XNA/FNA/blob/master/src/Design/Vector2Converter.cs https://github.com/FNA-XNA/FNA/blob/master/src/Design/Vector2Converter.cs，看来这个转换器是not转换为字符串时使用往返精度格式，位于60号线左右 https://github.com/FNA-XNA/FNA/blob/master/src/Design/Vector2Converter.cs#L60:

    return string.Join(
        culture.TextInfo.ListSeparator,
        new string[]
        {
            vec.X.ToString(culture),
            vec.Y.ToString(culture)
        }
    );

因此内置的TypeConverter它本身就是你失去精度的地方。

为了避免这个问题，您可以

1. 创建一个custom JsonConverter http://www.newtonsoft.com/json/help/html/CustomJsonConverter.htm for Vector2例如以下内容：

   public class Vector2Converter : JsonConverter
   {
       class Vector2DTO
       {
           public float X;
           public float Y;
       }
   
       public override bool CanConvert(Type objectType)
       {
           return objectType == typeof(Vector2) || objectType == typeof(Vector2?);
       }
   
       public override object ReadJson(JsonReader reader, Type objectType, object existingValue, JsonSerializer serializer)
       {
           // A JSON object is an unordered set of name/value pairs so the converter should handle
           // the X and Y properties in any order.
           var dto = serializer.Deserialize<Vector2DTO>(reader);
           if (dto == null)
               return null;
           return new Vector2(dto.X, dto.Y);
       }
   
       public override void WriteJson(JsonWriter writer, object value, JsonSerializer serializer)
       {
           var vec = (Vector2)value;
           serializer.Serialize(writer, new Vector2DTO { X = vec.X, Y = vec.Y });
       }
   }
   

   如果您将转换器添加到JsonSerializerSettings.Converters https://www.newtonsoft.com/json/help/html/P_Newtonsoft_Json_JsonSerializerSettings_Converters.htm它将取代TypeConverter.

   工作样本小提琴here https://dotnetfiddle.net/kDHzkd.

   转换器将序列化Vector2作为一个对象X and Y属性，但如果您愿意，也可以将其序列化为具有两个值的数组。我不建议将序列化为原始类型string since Vector2不对应于 JSON 原语。

2. Use a 自定义合约解析器 https://www.newtonsoft.com/json/help/html/contractresolver.htm#CustomIContractResolverExamples这不会为类型创建原始契约TypeConverter应用，例如答案中所示的Newtonsoft.JSON 无法使用 TypeConverter 属性转换模型 https://stackoverflow.com/q/31325866/3744182.

Notes:

• 往返形式"R"显然不保留之间的差异+0.0 and -0.0，所以 Json.NET 也没有，请参阅https://dotnetfiddle.net/aereJ2 https://dotnetfiddle.net/aereJ2 or https://dotnetfiddle.net/DwoGyX https://dotnetfiddle.net/DwoGyX进行演示。这微软文档 https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/standard/base-types/standard-numeric-format-strings#the-round-trip-r-format-specifier没有提及使用此格式时是否应保留零符号。

  因此，这是一种往返 a 的情况float可能会导致二进制更改。

  （谢谢@chux https://stackoverflow.com/users/2410359/chux提出这个问题comments https://stackoverflow.com/questions/51703481/serializing-float-with-maximum-precision-without-changing-target-type/51705781#comment90378398_51705781.)

• 顺便说一句，Json.NET 也使用"R"写作时double（如图所示来源JsonConvert.ToString(double value, ...) https://github.com/JamesNK/Newtonsoft.Json/blob/master/Src/Newtonsoft.Json/JsonConvert.cs#L296):

  internal static string ToString(double value, FloatFormatHandling floatFormatHandling, char quoteChar, bool nullable)
  {
      return EnsureFloatFormat(value, EnsureDecimalPlace(value, value.ToString("R", CultureInfo.InvariantCulture)), floatFormatHandling, quoteChar, nullable);
  }
  

  For double only这种格式被记录为可能会失去精度。从往返（“R”）格式说明符 https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/standard/base-types/standard-numeric-format-strings#the-round-trip-r-format-specifier:

  在某些情况下，如果使用“R”标准数字格式字符串进行格式化的 Double 值无法成功往返/platform:x64 or /platform:anycpu交换机并在 64 位系统上运行。

  因此往返adouble通过 Json.NET 可能会导致小的二进制差异。然而，这并不严格适用于这里的问题，该问题具体是关于float.