Question

根据编译器体系结构，使C ++函数或结构，类（使用元编程）确定有符号和无符号类型的最大值。一个用于签名，另一个用于无符号数字。

要求：

无头文件
自我调整为可变大小（无stdint.h）
没有关于可能的溢出的编译器警告

澄清：

评论之后，我对于非典型C ++问题的反应感到惊讶。我已经学会了强调，这个问题不是家庭作业，不是来自月球，而是它的实用领域。

对于所有感兴趣的应用这些东西...首先：它不是作业:)。它是practical, answerable question based on actual problems that I face - as in SO.FAQ is suggested。感谢您提供有关climits等的提示，但我正在寻找＆＃34;智能代码＆＃34;。肯定是climits，limits经过了良好的测试和良好的代码片段，但它们非常庞大而且不一定非常聪明，技巧苛刻。我们正在寻找智能解决方案（不是＆＃34;巨大的 - 任何＆＃34;解决方案），我们不是吗？即使你，climits建议也没关系，作为起点。对于那些对区域感兴趣的人，其中包括头文件是不允许的，并且源代码的大小是相关的，很少有：编译器的实验，程序转换，为编程竞赛准备问题集等。实际上它们的树与问题有关I我目前正在努力。所以我不认为(SO.FAQ)too localized，我认为，这肯定是(SO.FAQ)enthusiast programmers的问题。如果您认为即便如此，这个问题也有问题，请告诉我 - 我不想再犯错误。如果还可以，请告诉我，我可以做得更好，不要让它失败？

Answer 1

在两个补语表示的合理假设下：

template<typename T> struct maxval;

template<> struct maxval<unsigned char>
{
  static const unsigned char value = (unsigned char) ~0;
};

template<> struct maxval<signed char>
{
  static const signed char value = ((unsigned char) ~0) >> 1;
};

template<> struct maxval<unsigned short>
{
  static const unsigned short value = (unsigned short) ~0;
};

template<> struct maxval<short>
{
  static const short value = ((unsigned short) ~0) >> 1;
};

int
main ()
{
  std::cout << (int)maxval<signed char>::value << std::endl;
}

同样适用于其他类型。

确定最大值时需要区分有符号和无符号类型。简单的方法是枚举所有这些，如上例所示。

也许可以使用enable_if和std::is_unsigned的组合来完成，但重新实现它们（没有标题！）仍然需要枚举所有类型。

Answer 2

对于无符号类型，它很简单：T(-1)将始终是该类型的最大值（-1减去模数以适应范围的最大值，总是给出类型的最大值。）

对于有符号整数类型，作业几乎一样容易，至少在实践中：取最大无符号值，向右移一位，然后转换为有符号。对于将工作的C99或C ++ 11，因为只允许三个整数表示（1的补码，带符号的幅度和2的补码）（并且它给出了所有三个的正确结果）。理论上，对于C89 / 90和/或C ++ 98/03，有可能设计一个符合标准的符号类型，它将失败（例如，偏差不是范围/ 2的偏差表示）。

对于那些，以及浮点类型（没有未签名的对应物），工作更加困难。有一个原因，这些是在标题中提供的，而不是让你自己计算......

编辑：至于如何在C ++中实现这一点，大部分困难在于为无符号类型专门化模板。最明显的方法是使用SFINAE，其表达式只对签名类型合法（或仅适用于无符号类型）。通常的是一个大小类似于T()-1>0的数组。对于有符号的类型，这将产生false，它将转换为0;由于您无法创建零大小的数组，因此尝试替换将失败。对于无符号类型，-1将“换行”到最大值，因此它将创建大小为1，这是允许的。

由于这似乎是作业，我不会为此展示一个实际的，有效的实现。

Answer 3

这适用于无符号类型：

template <typename t>
constexpr t max_val() { // constexpr c++11 thing, you can remove it for c++03
  return ~(t(0));
}

由于无法假设位数和编码，因此无法轻松找到

signed。

Answer 4

如果您希望将maxSigned与maxUnsigned合并，则可以在编译时确定签名。

#include <iostream>
#include <cstddef> // for pytdiff_t, intptr_t

template <typename T> static inline  bool is_signed() { 
    return ~T(0) < T(1);
}
template <typename T> static inline  T min_value() {
    return is_signed<T>() ? ~T(0) << (sizeof(T)*8-1) : T(0); 
}
template <typename T> static inline  T max_value() { 
    return ~min_value<T>();
}

#define REPORT(type) do{ std::cout\
    << "<" #type "> is " << (is_signed<type>() ? "signed" : "unsigned")\
    << ", with lower limit " << min_value<type>()\
    << " and upper limit " << max_value<type>()\
    << std::endl; }while(false)

int main(int argc, char* argv[]) {
    REPORT(char);  // min, max not numeric
    REPORT(int);
    REPORT(unsigned);
    REPORT(long long);
    REPORT(unsigned long long);
    REPORT(ptrdiff_t);
    REPORT(size_t);
    REPORT(uintptr_t);
    REPORT(intptr_t);
}

Answer 5

这是我的答案，因为事实上，我没有想到：枚举所有类型（如Chill），要么溢出（正如我所说 - ＆gt;我不想要编译器警告）;正如之前的一些答案一样。这是我发现的。

如Pubby所示，无符号案例很简单：

template <class T>
T maxUnsigned(){ return ~T(0); }

作为Chill mentioned：

在对两个补语表示的合理假设下

以下是签名案例的元编程解决方案：（元编程用于省略溢出编译器警告）

template<class T, int N> struct SignedMax {
    const static T value = (T(1)<<N) + SignedMax<T, N - 1>::value;
};
template<class T> struct SignedMax<T, 0> {
    const static T value = 1;
};
template<class T>
T maxSigned(){
    return SignedMax<T, sizeof(T)*8-2>::value;
}

结束工作的示例

#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;
//(...)
#define PSIGNED(T) std::cout << #T "\t" << maxSigned<T>() << std::endl
int main(){
    cout << maxSigned<short int>() << endl;
    cout << maxSigned<int>() << endl;
    cout << maxSigned<long long>() << endl;
    cout << maxUnsigned<unsigned short int>() << endl;
    cout << maxUnsigned<unsigned int>() << endl;
    cout << maxUnsigned<unsigned long long>() << endl;
    return 0;
}

跨平台C ++确定最大整数值（无标题）

5 个答案: