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。

我已启用-Wconversion 编译器警告以捕获诸如运行时将类型为double 的数字转换为类型int32_t 的问题。

显然，在这些转换过程中我总是很担心，因为：

• 数字十进制值丢失
• 可能的正溢出或负溢出（“正溢出”是指双精度值大于 INT32_MAX 并尝试将该值存储在目标类型中（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。

直接的 C++ 是否有等价的 boost::numeric_cast<DestType>(SourceType)？

如果直接的 C++ 没有等价物，那么什么是可比较的非boost 实现？

我认为有点可比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的正或负溢出（通过使用 std::numeric_limits<DestType> ::max() 和 ::min() 并引发异常)。

Answer 1

As @SergeyA stated，不，标准 C++ 规范目前没有等效于 Boost 的 boost::numeric_cast<typename Destination>(Source value)。

这是一个仅使用标准 C++ 的简单实现：

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);
} 

注释：

• 编译器是g++ 4.8.5版。
• 编译器标志：
  • -std=c++0x
  • -O0
  • -g3
  • -迂腐
  • -pedantic-错误
  • -墙
  • -Wextra
  • -错误
  • -W转换
  • -c
  • -fmessage-length=0
  • -Wsign-转换
  • -fPIC
  • -MMD
  • -MP
• 对于浮点类型，您不能使用 std::numeric_limits<float>::min()，而是必须使用 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 是 const 表达式，因此编译器将能够在编译时大大简化这一点（即 N 个 if 语句将在编译时减少为一个 if 语句或没有）