Boost 或标准库是否提供了一种检查强制转换是否无损的方法？

Question

我正在寻找一个标准库或 Boost 函数，它可以将一个数字无损地转换为另一种原始类型，并以某种方式通知我该转换是否是无损的（如果不是，则抛出异常）。以下是一些示例：

auto x = lossless_cast<double>(1u); // ok, double can represent 1
auto x = lossless_cast<int>(1.2); // fail, int can't represent 1.2
auto x = lossless_cast<int>(1E200); // fail, int can't represent 1E200

boost::numeric_cast 很接近，因为它会拾取超出目标类型数值范围的强制转换，但如果它们是无损的，但在目标类型中则不会（参见我的第二个示例)。

有一个SO question for the C language which provides some hand-rolled solutions to this problem，但我追求的是boost或标准库解决方案，基本上具有以下功能：

template <typename out, typename in>
out lossless_cast(in in_value)
{
  out out_value = static_cast<out>(in_value);

  if (static_cast<in>(out_value) != in_value)
    throw; // some exception

  return out_value;
}

这个功能存在吗？

Answer 1

我很确定标准中没有预先推出任何内容，并且不知道 boost 中的任何内容，但它是一个大库。任何使用强制转换的实现都必须小心 未定义的行为，因为 4.9 [conv.fpint] 的超出范围的值，但正如 boost::numeric_cast<> 表面上处理的那样，您可以使用：

template <typename U, typename T>
inline U is_lossless(T t)
{
    U u = boost::numeric_cast<U>(t);
    T t2 = boost::numeric_cast<T>(u); // throw if now out-of-range
    if (t != t2)
        throw whatever-you-like;
    return u;
}

恢复t2 时对numeric_cast<> 的需求最不明显：它确保u 仍在范围内，因为从int64_t x 到double y 的值转换可能成功但被近似y 中的整数值超出了 int64_t 的范围，因此从 double 回滚具有未定义的行为。

上述的合法性/稳健性要求boost::numeric_cast<> 正确避免未定义的行为，我尚未验证。