numeric_limits

悠悠 2022-06-16 05:43 113阅读 0赞

出处：http://blog.163.com/wujiaxing009@126/blog/static/7198839920124135147911/

初学C++的时候，对这个模板很陌生，不知道它到底是做什么用的，今天拿起《C++标准程序库》，出现了它的讨论，所以决定好好研究一番。

1. numeric\_limits是什么？

（A）《C++标准程序库》：

**\[cpp\]**  [view plain][] [cop][view plain]

1.  一般来说，数值型别的极值是一个与平台相关的特性。C++标准程序库通过**template** numeric\_limits提供这些极值，取代传统C语言，所采用的预处理常数。新的极值概念有两个优点，第一是提供更好的型别安全性，第二是程序员可借此写出一些**template**以核定这些极值。

（B）MSDN

**\[cpp\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  The **template** **class** describes arithmetic properties of built-in numerical types.  
2.    
3.  The header defines **explicit** specializations **for** the types **wchar\_t**, **bool**, **char**, **signed** **char**, unsigned **char**, **short**, unsigned **short**, **int**, unsigned **int**, **long**, unsigned **long**, **float**, **double**, and **long** **double**. For these **explicit** specializations, the member numeric\_limits::is\_specialized is **true**, and all relevant members have meaningful values. The program can supply additional **explicit** specializations. Most member functions of the **class** describe or test possible implementations of **float**.  
4.    
5.  For an arbitrary specialization, no members have meaningful values. A member object that does not have a meaningful value stores zero (or **false**) and a member function that does not **return** a meaningful value returns Type(0).  
6.    
7.    
8.    
9.  上面的意思是说：  
10.   
11. 这个模板类描述了内建类型的数值属性。  
12.   
13. C++标准库显式地为**wchar\_t**, **bool**, **char**, **signed** **char**, unsigned **char**, **short**, unsigned **short**, **int**, unsigned **int**, **long**, unsigned **long**, **float**, **double**, and **long** **double**这些类型提供了特化。对于这些类型来说，is\_specialized为**true**，并且所有的相关的成员（成员变量或成员函数）是有意义的。这个模板也提供其他的特化。大部分的成员函数可以用**float**型别来描述或测试。  
14.   
15. 对于一个任意的特化，相关的成员是没有意义的。一个没有意义的对象一般用0（或者**false**）来表示，一个没有意义的成员函数会返回0.

（C）我的理解

**\[cpp\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  说白了，它是一个模板类，它主要是把C++当中的一些内建型别进行了封装，比如说numeric\_limits<**int**>是一个特化后的类，从这个类的成员变量与成员函数中，我们可以了解到**int**的很多特性：可以表示的最大值，最小值，是否是精确的，是否是有符号等等。如果用其他任意（非内建类型）来特化这个模板类，比如string,string怎么可能有最大值？我们从MSDN上可以了解到，这对string，成员变量与成员函数是没有意义的，要么返回0要么为**false**。

2. 小例展示numeric\_limits的基本用法：

**\[cpp\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  \#include <limits>  
2.  \#include <iostream>  
3.  **using** **namespace** std;  
4.    
5.  **int** main() \{  
6.      cout << boolalpha;  
7.    
8.      cout << "max(short): " << numeric\_limits<**short**>::max() << endl;  
9.      cout << "min(short): " << numeric\_limits<**short**>::min() << endl;  
10.   
11.     cout << "max(int): " << numeric\_limits<**int**>::max() << endl;  
12.     cout << "min(int): " << numeric\_limits<**int**>::min() << endl;  
13.   
14.     cout << "max(long): " << numeric\_limits<**long**>::max() << endl;  
15.     cout << "min(long): " << numeric\_limits<**long**>::min() << endl;  
16.   
17.     cout << endl;  
18.   
19.     cout << "max(float): " << numeric\_limits<**float**>::max() << endl;  
20.     cout << "min(float): " << numeric\_limits<**float**>::min() << endl;  
21.   
22.     cout << "max(double): " << numeric\_limits<**double**>::max() << endl;  
23.     cout << "min(double): " << numeric\_limits<**double**>::min() << endl;  
24.   
25.     cout << "max(long double): " << numeric\_limits<**long** **double**>::max() << endl;  
26.     cout << "min(long double): " << numeric\_limits<**long** **double**>::min() << endl;  
27.   
28.     cout << endl;  
29.   
30.     cout << "is\_signed(char): "  
31.         << numeric\_limits<**char**>::is\_signed << endl;  
32.     cout << "is\_specialized(string): "   
33.         << numeric\_limits<string>::is\_specialized << endl;  
34. \}

我机器上的运行结果：

**\[c-sharp\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  max(**short**): 32767  
2.  min(**short**): -32768  
3.  max(**int**): 2147483647  
4.  min(**int**): -2147483648  
5.  max(**long**): 2147483647  
6.  min(**long**): -2147483648  
7.    
8.  max(**float**): 3.40282e+038  
9.  min(**float**): 1.17549e-038  
10. max(**double**): 1.79769e+308  
11. min(**double**): 2.22507e-308  
12. max(**long** **double**): 1.79769e+308  
13. min(**long** **double**): 2.22507e-308  
14.   
15. is\_signed(**char**): **true**  
16. is\_specialized(**string**): **false**  
17. 请按任意键继续. . .

关于为什么float的最小值竟然是正的？我也存在疑问，从结果中，我们看出，min返回的是float型别可以表示的最小的正值，

而不是最小的float数。

从这个例子中，我们差不多了解到numeric\_limits的基本用法。

3. 基本成员函数

我以float类型来展示：

**\[c-sharp\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  \#include <limits>  
2.  \#include <iostream>  
3.  **using** **namespace** std;  
4.    
5.  **int** main() \{  
6.      cout << boolalpha;  
7.      // 可以表示的最大值  
8.      cout << "max(float): " << numeric\_limits<**float**>::max() << endl;  
9.      // 可以表示的大于0的最小值，其他类型的实现或与此不同  
10.     cout << "min(float): " << numeric\_limits<**float**>::min() << endl;  
11.     // 标准库是否为其实现了特化  
12.     cout << "is\_specialized(float): " << numeric\_limits<**float**>::is\_specialized << endl;  
13.     // 是否是有符号的，即可以表示正负值  
14.     cout << "is\_signed(float): " << numeric\_limits<**float**>::is\_signed << endl;  
15.     // 不否是整形的  
16.     cout << "is\_integer(float): " << numeric\_limits<**float**>::is\_integer << endl;  
17.     // 是否是精确表示的  
18.     cout << "is\_exact(float): " << numeric\_limits<**float**>::is\_exact << endl;  
19.     // 是否存在大小界限  
20.     cout << "is\_bounded(float): " << numeric\_limits<**float**>::is\_bounded << endl;  
21.     // 两个比较大的数相加而不会溢出，生成一个较小的值  
22.     cout << "is\_modulo(float): " << numeric\_limits<**float**>::is\_modulo << endl;  
23.     // 是否符合某某标准  
24.     cout << "is\_iec559(float): " << numeric\_limits<**float**>::is\_iec559 << endl;  
25.     // 不加+-号可以表示的位数  
26.     cout << "digits(float): " << numeric\_limits<**float**>::digits << endl;  
27.     // 十进制数的个数  
28.     cout << "digits10(float): " << numeric\_limits<**float**>::digits10 << endl;  
29.     // 一般基数为2  
30.     cout << "radix(float): " << numeric\_limits<**float**>::radix << endl;  
31.     // 以2为基数的最小指数  
32.     cout << "min\_exponent(float): " << numeric\_limits<**float**>::min\_exponent << endl;  
33.     // 以2为基数的最大指数  
34.     cout << "max\_exponent(float): " << numeric\_limits<**float**>::max\_exponent << endl;  
35.     // 以10为基数的最小指数  
36.     cout << "min\_exponent10(float): " << numeric\_limits<**float**>::min\_exponent10 << endl;  
37.     // 以10为基数的最大指数  
38.     cout << "max\_exponent10(float): " << numeric\_limits<**float**>::max\_exponent10 << endl;  
39.     // 1值和最接近1值的差距  
40.     cout << "epsilon(float): " << numeric\_limits<**float**>::epsilon() << endl;  
41.     // 舍入方式  
42.     cout << "round\_style(float): " << numeric\_limits<**float**>::round\_style << endl;  
43. \}

运行结果：

**\[cpp\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  max(**float**): 3.40282e+038  
2.  min(**float**): 1.17549e-038  
3.  is\_specialized(**float**): **true**  
4.  is\_signed(**float**): **true**  
5.  is\_integer(**float**): **false**  
6.  is\_exact(**float**): **false**  
7.  is\_bounded(**float**): **true**  
8.  is\_modulo(**float**): **false**  
9.  is\_iec559(**float**): **true**  
10. digits(**float**): 24  
11. digits10(**float**): 6  
12. radix(**float**): 2  
13. min\_exponent(**float**): -125  
14. max\_exponent(**float**): 128  
15. min\_exponent10(**float**): -37  
16. max\_exponent10(**float**): 38  
17. epsilon(**float**): 1.19209e-007  
18. round\_style(**float**): 1  
19. 请按任意键继续. . .

[view plain]: http://blog.csdn.net/netrookie/article/details/5530578#

numeric_limits

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