在 c++ 中 std::chrono::seconds 和 std::chrono::nanoseconds 之间的转换不会丢失信息

Question

按照这个线程纳秒运行进入溢出，我的目的是自由地从纳秒和秒转换，但不会丢失任何信息（鉴于根据

std::chrono::nanoseconds

，纳秒是64位）。基本上，下面的代码会丢失很多信息：

std::chrono::nanoseconds t1(1705218518267805576);
std::chrono::seconds t2(std::chrono::duration_cast<std::chrono::seconds>(t1));
std::chrono::nanoseconds t3(std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(t2));
EXPECT_EQ(t1,t3);

最后一行将返回 false。因此，我考虑添加诸如

long_data_seconds

之类的类型，它可以保存丢失的信息，但我不知道到底丢失了多少信息以及如何存储它以供将来转换使用。我很想听听想法。

非常感谢。

Answer 1

您面临的问题并不是（真的）由于

std::chrono::seconds

类型不够宽（即没有足够的位）来保存

nanoseconds

值¹的完整数据；相反，这是因为

seconds

类型是 integer。因此，当您将纳秒转换为秒时，由于截断，该值的小数部分（即小于 10⁹的数据）的所有信息都会丢失。

在您的情况下，您需要为中间“秒”数据定义一个“浮点”持续时间类型。对于您给出的示例（1,705,218,518,267,805,576 ns），IEEE-754 double 类型不够精确，因此您需要一个支持

扩展精度

long double 类型的平台，并使用它。这是一个简短的示例代码：

#include <iostream>
#include <chrono>

int main()
{
    using ld_seconds = std::chrono::duration<long double, std::ratio<1>>;
    constexpr std::chrono::nanoseconds t1(1705218518267805576);
    constexpr ld_seconds t2(std::chrono::duration_cast<ld_seconds>(t1));
    constexpr std::chrono::nanoseconds t3(std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(t2));

    static_assert(t1 == t3, "Not equal!");
     return 0;
}

这是关于 

Compiler Explorer

的演示。 如果您的平台上

long double

相当于

double

（例如 MSVC/Windows），那么您将需要使用第三方扩展精度库。

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1

事实上，标准规定 ^{std::chrono::seconds}

至少

35 位 - 并且许多（大多数）当前平台没有大于 34 位但小于 64 位的内置整数类型，因此在这些系统上它可能是 int64_t。