c++ 是否有等效的 boost::numeric_cast<DestType>(SourceType)？

Question

我正在编写一堆应用数学/信号处理/算法 C++ 代码。

我启用了

-Wconversion

编译器警告来捕获诸如运行时将

double

类型的数字转换为

int32_t

类型的问题。

显然，在这些转换过程中我总是很担心，因为：

• 数字小数值丢失
• 可能的正溢出或负溢出（“正溢出”是指 double 的值大于 INT32_MAX 并尝试将该值存储在目标类型中（在本例中为

  int32_t

  ））

每当我担心这样的转换时，我通常会使用单行检查：

boost::numeric_cast<DestType>(SourceType)

但是我想在没有

boost

的情况下做同样的事情。

直接 C++ 是否有等效的

boost::numeric_cast<DestType>(SourceType)

？

如果直接 C++ 没有等效项，那么可比较的非

boost

实现是什么？

我认为有点类似的检查基本上是一个模板函数，它有一个 if 语句来检查输入参数是否存在正溢出或负溢出（通过使用

std::numeric_limits<DestType>

::max()

和

::min()

并抛出异常）。

Answer 1

正如 @SergeyA 所说，标准 C++ 规范目前没有相当于 Boost 的

boost::numeric_cast<typename Destination>(Source value)

。

这是一个仅使用标准 C++ 的直接实现：

template<typename Dst, typename Src>
inline Dst numeric_cast(Src value)
{
    typedef std::numeric_limits<Dst> DstLim;
    typedef std::numeric_limits<Src> SrcLim;

    const bool positive_overflow_possible = DstLim::max() < SrcLim::max();
    const bool negative_overflow_possible =
            SrcLim::is_signed
            or
            (DstLim::lowest() > SrcLim::lowest());

    // unsigned <-- unsigned
    if((not DstLim::is_signed) and (not SrcLim::is_signed)) {
        if(positive_overflow_possible and (value > DstLim::max())) {
            throw std::overflow_error(__PRETTY_FUNCTION__ +
                                      std::string(": positive overflow"));
        }
    }
    // unsigned <-- signed
    else if((not DstLim::is_signed) and SrcLim::is_signed) {
        if(positive_overflow_possible and (value > DstLim::max())) {
            throw std::overflow_error(__PRETTY_FUNCTION__ +
                                      std::string(": positive overflow"));
        }
        else if(negative_overflow_possible and (value < 0)) {
            throw std::overflow_error(__PRETTY_FUNCTION__ +
                                      std::string(": negative overflow"));
        }

    }
    // signed <-- unsigned
    else if(DstLim::is_signed and (not SrcLim::is_signed)) {
        if(positive_overflow_possible and (value > DstLim::max())) {
            throw std::overflow_error(__PRETTY_FUNCTION__ +
                                      std::string(": positive overflow"));
        }
    }
    // signed <-- signed
    else if(DstLim::is_signed and SrcLim::is_signed) {
        if(positive_overflow_possible and (value > DstLim::max())) {
            throw std::overflow_error(__PRETTY_FUNCTION__ +
                                      std::string(": positive overflow"));
        } else if(negative_overflow_possible and (value < DstLim::lowest())) {
            throw std::overflow_error(__PRETTY_FUNCTION__ +
                                      std::string(": negative overflow"));
        }
    }

    // limits have been checked, therefore safe to cast
    return static_cast<Dst>(value);
} 

备注：

• 编译器是g++版本4.8.5。
• 编译器标志：
  • -std=c++0x
  • -O0
  • -g3
  • -迂腐
  • -迂腐的错误
  • -墙
  • -Wextra
  • -错误
  • -W转换
  • -c
  • -f消息长度=0
  • -Wsign-转换
  • -fPIC
  • -MMD
  • -MP
• 对于浮点类型，您不能使用

  std::numeric_limits<float>::min()

  ，而必须使用

  std::numeric_limits<Dst>::lowest()

  ，因为

  ::min

  返回的是 1e-38 而不是负浮点值
• 很多

  std::numeric_limits

  都是 const 表达式，因此编译器将能够在编译时大大简化它（即 N 个 if 语句将在编译时减少为一个 if 语句或没有）

Answer 2

没有直接模拟，但您可以使用 C++20 中的

std::in_range

轻松更改范围

if constexpr (std::in_range<Dst>(value)) {
    // ...
} else {
    throw std::overflow_error(__PRETTY_FUNCTION__ ": out of range");
}

---

还有intcmp可以自己做比较

if constexpr (std::cmp_greater(val, std::numeric_limits<char>::max()))
{
    throw std::overflow_error(__PRETTY_FUNCTION__ ": overflow");
}
else if constexpr (std::cmp_less(val, std::numeric_limits<char>::min()))
{
    throw std::overflow_error(__PRETTY_FUNCTION__ ": underflow");
}
else
{
    // ...
}