C++. Сборник рецептов - [57]

Смотри также

Рецепт 3.2.

3.6. Преобразования между числовыми типами

Проблема

Имеется число одного типа и требуется преобразовать его в другой, как int в short или наоборот, но при этом необходимо перехватывать все ошибки переполнения (overflow) или потери значимости (underflow), возникающие при работе программы.

Решение

Используйте шаблон класса numeric_cast Boost. Он выполняет проверки, которые при переполнениях переменной, принимающей значение, или других ошибках выбрасывают исключение типа bad_numeric_cast. Пример 3.8 показывает, как это выполняется.

Пример 3.8. Безопасное преобразование чисел

#include
#include

using namespace std;
using boost::numeric_cast;
using boost::bad_numeric_cast;

int main() {
 // Целые типы
 try {
  int i = 32767;
  short s = numeric_cast(i);
  cout << "s = " << s << endl;
  i++; // Теперь i выходит за диапазон (если sizeof(short) равен 2)
  s = numeric__cast(i);
 } catch (bad_numeric_cast& e) {
  cerr << e.what() << endl;
 }
 try {
  int i = 300;
  unsigned int ui = numeric_cast(i);
  cout << ui << endl; // Прекрасно
  i *= -1;
  ui = numeric_cast(i); // i отрицателен!
 } catch (bad_numeric_cast& e) {
  cerr << e.what() << endl;
 }
 try {
  double d = 3.14.
  int i = numeric_cast(d);
  i = numeric_cast(d); // Это отрезает 0.14!
  cout << i << endl; // i = 3
 } catch (bad_numeric_cast& e) {
  cerr << e.what( ) << endl;
 }
}

Обсуждение

Вы, вероятно, знаете, что базовые типы C++ имеют различные размеры. Стандарт C++ содержит жесткие указания по относительному размеру типов: int всегда не короче, чем short int, но он не указывает абсолютных размеров. Это означает, что если взять long int и попытаться записать его значение в short или попытаться поместить int в unsigned int, то информация о значении переменной-источника, такая как знак или даже часть числового значения, может быть потеряна.

Только знания, что это может привести к проблемам, не достаточно. Вы можете быть ограничены жесткими требованиями по объему и не захотите использовать четыре байта для long, когда можно обойтись двумя байтами для short (если ваша платформа на самом деле использует такие размеры, что очень распространено, но не гарантируется). Из-за ограничений по объему может возникнуть желание попробовать хранить значения в наименьших возможных типах. Если вы любите приключения, но вам нужна страховка, для перехвата потерь данных при работе программы используйте numeric_cast из Boost.

Синтаксис numeric_cast очень прост. Это шаблон функции, объявленный следующим образом.

template
inline Target numeric_cast(Source arg)

Если вы уже прочли рецепты 3.1 и 3.3, он аналогичен lexical_cast. У него имеется два параметра шаблона — Target и Source, — которые представляют типы оригинального и результирующего значений. Так как это шаблон функции, компилятор может догадаться о типе аргумента Source, так что требуется указать только Target, как здесь.

int i = 32767;
short s = numeric_cast(i);

short — это аргумент, передаваемый в шаблон как параметр Target. Компилятор догадывается, что Source имеет тип int потому, что i имеет тип int.

В этом случае я впихиваю int в short. В моей системе (Windows XP) int имеет длину четыре байта, a short — два. short имеет знак, это означает, что для представления числа в нем используется 15 бит и, следовательно, максимальным допустимым положительным значением для него является 32 767. Приведенный выше фрагмент кода работает молча, но когда я увеличиваю i на единицу, она выходит за диапазон short.

s = numeric_cast(i); // Ох!

Вы уже догадались, что выбрасывается исключение bad_numeric_cast. Смотри остальную часть примера 3.8: numeric_cast также перехватывает потери знака, возникающие при присвоении отрицательного значения со знаком типу без знака.

Но numeric_cast не решает всех проблем. Если попытаться поместить значение с плавающей точкой в тип без плавающей точки, то будет потеряно все, что находится справа от десятичной точки, так? numeric_cast в этой ситуации не спасает, так что не думайте, что он сможет уберечь вас от всех рискованных предприятий. Например, рассмотрим такой фрагмент кода из примера 3.8:

double a = 3.14;
int i = numeric_cast(d); // Ох!

Здесь не будет выброшено никаких исключений. Но это произойдет, если попробовать такое:

double d = -3.14;
unsigned int ui = numeric_cast(d);

Потому что, несмотря на то что происходит потеря всего, что находится справа от десятичной точки, происходит потеря знака, а это очень плохо.

Смотри также

Рецепты 3.1 и 3.3.

3.7. Получение минимального и максимального значений числового типа

Проблема

Требуется узнать наибольшее и наименьшее значения, представляемые на данной платформе числовым типом, таким как int или double.

Решение

Чтобы среди прочего получить максимальное и минимальное допустимые значения числового типа, используйте шаблон класса numeric_limits из заголовочного файла (см. пример 3.9).

Пример 3.9. Получение числовых ограничений

#include
#include