C++(STL):06---数值的极值（numeric_limits类）
C++(STL):06---数值的极值（numeric_limits类）
用户3479834
发布于 2021-02-03 12:30:40
发布于 2021-02-03 12:30:40
一、数值的极值概述
- 数值类型有着与平台相依的极值
- C++标准规定了各种类型必须保证的最小精度。这些最小值如下图所示：
类型 | 最小长度 |
|---|---|
char | 1byte(8bits) |
shortint | 2bytes |
int | 2bytes |
longint | 4bytes |
longlongint | 8bytes |
float | 4bytes |
double | 8bytes |
longdouble | 8bytes |
二、numeric_limits
- 传统C语言使用预处理器常量来决定数值的极值，其中整数常量定义于<climits>或<limits.h>中，浮点常量定义于<cfloat>或<float.h>中
- C++标准库定义一个template numeric_limits来提供这些常值
- 使用numeric_limits有优点：
- 第一个是提供更好的类型安全性
- 第二个是程序员可以借此写出一些template以核定这些极值
- 使用numeric_limits可以很轻松的写出跨平台的程序
三、numeric_limits的实现
- numeric_limits实现有两种：
- 一种是通用性的模板，其提供很多接口，是每个类型都共用的
- 一种是特化版本的，每特定的类型特例化
- 这里把成员is_specialized设为false，意思为对于类型T而言，不存在所谓的极值
特化版本的numeric_limits
各具体类型的极值，由特化版本提供。定义如下：
namespace std {
// numeric limits for int
template<> class numeric_ limits<int> {
public:
// yes, a specialization for numeric limits of int does exist static constexpr bool is_ specialized = true;
static constexpr int min() noexcept {
return -2147483648;
}
static constexpr int max() noexcept {
return 2147483647 ;
}
static constexpr int digits = 31;
};
- 这里把is_specialized设为true，所有其他成员都根据特定类型的具体极值而设定
- 特化版本涵盖所有数值基础类型，包括：bool、char、signed char、unsigned char、char16_t、char32_t、wchar_t、short、unsigned short、int、unsigned int、long、unsigned long、long long、unsigned long long、float、double、long double
- 当然你也可以为自己定义的数值类型定义一份特例化
四、numeric_limits提供的操作
- numeric_limits定义在<limits>头文件中，下图列出了所有成员及其意义，最右侧对应的是C常量
- C++11前并不提供lowest()和max_digits10，且所有成员函数不提供noexcept
所有成员都是constexpr的
- 从C++11起，所有成员都被声明为constexpr的
- 例如你可以在需要编译期表达式的地方使用max()：
static const int ERROR_VALUE = std::numeric_limits<int>::max();float a[std::numeric_limits<short>::max()];round_style、has_denorm
- round_style的值如下图所示：
舍/入风格 | 意义(译注:以下说明中的y为“被操作数") |
|---|---|
round_toward_zero | 无条件舍去(译注:就是truncate) |
round_to_nearest | 化为最接近值(译注:就是四舍五人) |
round_toward_infinity | 化为不小于y之最小整数 ceiling) |
round_toward_neg_infinity | 化为不大于y之最大整数 |
round_indeterminate | 无法确定 |
五、numeric_limits使用示例
演示案例1
- 查看各种数据类型的最大值
cout << "max(short)" << numeric_limits<short>::max() << endl;cout << "max(int)" << numeric_limits<int>::max() << endl;cout << "max(long)" << numeric_limits<long>::max() << endl << endl;
cout << "max(float)" << numeric_limits<float>::max() << endl;cout << "max(double)" << numeric_limits<double>::max() << endl;cout << "max(long double)" << numeric_limits<long double>::max() << endl << endl;x64编译器下结果如图所示
max(short)32767
max(int)2147483647
max(long)2147483647
max(float)3.40282e+38
max(double)1.79769e+308
max(long double)1.79769e+308演示案例2
- 下面查看char类型是否带有正负号，string类型是否带有极值
cout << boolalpha;
cout << "is_signed(char)" <<
numeric_limits<char>::is_signed << endl;
cout << "is_specialized(string)" <<
numeric_limits<string>::is_specialized << endl;is_signed(char)true
is_specialized(string)false本文参与 腾讯云自媒体分享计划，分享自微信公众号。
原始发表：2020-12-11，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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