如何表达"最小积分类型大于T"?

时间:2016-07-27 12:15:56

标签: c++ templates generic-programming idiomatic

假设我有一个整数类型T(有符号或无符号)。我想(在编译时)引用最小的整数类型(有符号或无符号),它可以保持,例如std::numeric_limits<T>::max()加1(在非溢出的意义上,我的意思)。

这是一个很好的通用方法吗?

4 个答案:

答案 0 :(得分:3)

对于无符号类型,这可以解决问题:

template <typename T>
constexpr unsigned size_in_bits() { return  sizeof(T) * CHAR_BIT; }

template <typename T>
using smallest_larger_uint_t = 
    typename boost::uint_t<size_in_bits<T>() + 1>::least;

如果我们想要任何整数类型的东西:

template <typename T, int NumBits>
using boost_integer_type = 
    typename std::conditional<
        std::is_unsigned<T>::value,
        boost::uint_t<NumBits>, 
        boost::int_t<NumBits>
    >::type;

template <typename T>
constexpr unsigned size_in_bits() { return sizeof(T) * CHAR_BIT; }

template <typename T>
using smallest_larger_integral_t = 
    typename boost_integer_type<T, size_in_bits<T>() + 1>::least;

有关int_t<N>uint_t<N>的详细信息,请参阅documentation for Boost.Integer

答案 1 :(得分:2)

您可以按所需大小指定整数并相应地选择:

#include <cstdint>

namespace Detail {
    template <std::size_t> struct integer_of_size_undefined {};
    template <> struct integer_of_size_undefined<sizeof(int8_t)> {
        typedef int8_t type;
    };
    template <> struct integer_of_size_undefined<sizeof(int16_t)> {
        typedef int16_t type;
    };
    template <> struct integer_of_size_undefined<sizeof(int32_t)> {
        typedef int32_t type;
    };
    template <> struct integer_of_size_undefined<sizeof(int64_t)> {
        typedef int64_t type;
    };

    template <std::size_t> struct unsigned_integer_of_size_undefined {};
    template <> struct unsigned_integer_of_size_undefined<sizeof(int8_t)> {
        typedef uint8_t type;
    };
    template <> struct unsigned_integer_of_size_undefined<sizeof(int16_t)> {
        typedef uint16_t type;
    };
    template <> struct unsigned_integer_of_size_undefined<sizeof(int32_t)> {
        typedef uint32_t type;
    };
    template <> struct unsigned_integer_of_size_undefined<sizeof(int64_t)> {
        typedef uint64_t type;
    };
}

template <std::size_t N>
struct integer_of_size {
    typedef typename Detail::integer_of_size_undefined<N>::type type;
};

template <std::size_t N>
struct unsigned_integer_of_size {
    typedef typename Detail::unsigned_integer_of_size_undefined<N>::type type;
};


#include <type_traits>

template <typename T>
struct next_integer {
    typedef typename std::conditional<std::is_signed<T>::value,
        typename std::make_unsigned<T>::type,
        typename integer_of_size<2*sizeof(T)>::type>::type
        type;
};

int main ()
{
    static_assert(std::is_same<next_integer<std::int16_t>::type, uint16_t>::value,
        "Should be a unsigned 16 bit");
    static_assert(std::is_same<next_integer<std::uint16_t>::type, int32_t>::value,
        "Should be a signed 32 bit");

    return 0;
}

答案 2 :(得分:0)

您可以使用cstdint中的类型

执行此类操作
template <typename T>
struct next_type {
    typedef error_type type;
};

template <>
struct next_type<std::int32_t> {
    typedef std::uint32_t type;
}

template <>
struct next_type<std::uint32_t> {
    typedef std::int64_t type;
}

// Add more...

为每种类型添加特化。然后使用它:

typename next_type<T>::type

因此,如果您已经使用了最大可能类型,那么您将获得error_type,您必须以某种方式定义它自己的内容,否则需要专门化。

最好使用_least中的cstdint类型,例如std::int_least32_t转到std::uint_least32_t

答案 3 :(得分:0)

如果你想在每个整数类型上都能很好地工作,你可以将它嵌入一个由几个步骤构建的特征中。我们首先使用位大小映射整数类型:

#define CREATE_SIGNED_META_OBJ(x) template <>\
    struct signed_integer_type<x> {\
        typedef int##x##_t type;\
    };

#define CREATE_UNSIGNED_META_OBJ(x) template <>\
    struct unsigned_integer_type<x> {\
        typedef uint##x##_t type;\
    };

template <std::size_t length>
struct signed_integer_type;

template <std::size_t len>
struct unsigned_integer_type;

CREATE_SIGNED_META_OBJ(8)
CREATE_SIGNED_META_OBJ(16)
CREATE_SIGNED_META_OBJ(32)
CREATE_SIGNED_META_OBJ(64)

CREATE_UNSIGNED_META_OBJ(8)
CREATE_UNSIGNED_META_OBJ(16)
CREATE_UNSIGNED_META_OBJ(32)
CREATE_UNSIGNED_META_OBJ(64)

然后,可以构建特征本身。我们想对断言std::numeric_limits<Int>::min() == 0 ...

的价值应用我们的二分法
template <typename Int, bool>
struct get_smallest_for_max_plus_one;

template <typename Int>
struct get_smallest_for_max_plus_one<Int, true> {
    typedef typename signed_integer_type<2*sizeof(Int)*8>::type type;
};

template <typename Int>
struct get_smallest_for_max_plus_one<Int, false> {
    typedef typename unsigned_integer_type<sizeof(Int)*8>::type type;
};

template <typename Int>
using get_fittest_int_type = get_smallest_for_max_plus_one<Int, std::numeric_limits<Int>::min() == 0>;

现在我们可以直接使用get_fittest_int_type和任何整数整数...可以在Coliru上找到运行示例。

为了保持一致性,我想你想要保留signedunsigned属性......如果是这种情况,你可以用get_smallest_for_max_plus_one替换// Unsigned type, we want to get the smallest unsigned type that can hold max + 1 template <typename Int> struct get_smallest_for_max_plus_one<Int, true> { typedef typename unsigned_integer_type<2*sizeof(Int)*8>::type type; }; // Signed type, we want the smallest signed type that can hold max + 1 template <typename Int> struct get_smallest_for_max_plus_one<Int, false> { typedef typename signed_integer_type<2*sizeof(Int)*8>::type type; }; 的特化以下内容:

{{1}}