草庐IT

c++ - 浮点/整数类型转换的可靠溢出检测

coder 2024-02-22 原文

有没有安全的方法来可靠地确定整数类型 T可以存储浮点整数值 f (所以 f == floor(f) )没有任何溢出？

请记住，不能保证浮点类型 F与 IEC 559 (IEEE 754) 兼容，并且有符号整数溢出是 C++ 中的未定义行为。我对根据当前 C++(写作时为 C++17)标准正确且避免未定义行为的解决方案感兴趣。

以下天真的方法并不可靠，因为无法保证类型 F可以代表std::numeric_limits<I>::max()由于浮点舍入。

#include <cmath>
#include <limits>
#include <type_traits>

template <typename I, typename F>
bool is_safe_conversion(F x)
{
    static_assert(std::is_floating_point_v<F>);
    static_assert(std::is_integral_v<I>);

    // 'fmax' may have a different value than expected
    static constexpr F fmax = static_cast<F>(std::numeric_limits<I>::max());

    return std::abs(x) <= fmax; // this test may gives incorrect results
}

有什么想法吗？

最佳答案

Is there a safe way to reliably determine if an integral type T can store a floating-point integer value f?

是的。关键是测试 f 是否在 T::MIN - 0.999... 到 T::MAX + 0.999... 范围内> 使用 float 学 - 没有舍入问题。奖励:舍入模式不适用。

有 3 条失败路径:太大、太小、不是数字。

The below assumes int/double. I'll leave the C++ template forming for OP.

使用 float 学精确地形成精确的 T::MAX + 1 很容易，因为 INT_MAX 是 Mersenne Number . (我们在这里不是在谈论梅森素数。)

代码利用了:
梅森数除以 2 的整数运算也是一个梅森数。
整数类型的 2 次幂常量到浮点类型的转换可以确定精确。 

#define DBL_INT_MAXP1 (2.0*(INT_MAX/2+1)) 
// Below needed when -INT_MAX == INT_MIN
#define DBL_INT_MINM1 (2.0*(INT_MIN/2-1))

形成精确的 T::MIN - 1 很难，因为它的绝对值通常是 2 + 1 的幂，并且整数类型和 FP 类型的相对精度不确定。相反，代码可以减去 2 的精确幂并与 -1 进行比较。

int double_to_int(double x) {
  if (x < DBL_INT_MAXP1) {
    #if -INT_MAX == INT_MIN
    // rare non-2's complement machine 
    if (x > DBL_INT_MINM1) {
      return (int) x;
    }
    #else
    if (x - INT_MIN > -1.0) {
      return (int) x;
    }
    #endif 
    Handle_Underflow();
  } else if (x > 0) {
    Handle_Overflow();
  } else {
    Handle_NaN();
  }
}

关于具有非二进制基数的浮点类型 (FLT_RADIX != 2)

使用 FLT_RADIX = 4, 8, 16 ...，转换也将是精确的。使用 FLT_RADIX == 10，代码至少精确到 34 位 int，因为 double 必须编码 +/-10^10确切地。因此，如果是 FLT_RADIX == 10，64 位 int 机器出现问题 - 风险很低。根据内存，生产中的最后一个 FLT_RADIX == 10 是十多年前的事了。

整数类型始终编码为 2 的补码(最常见)、1 的补码或符号大小。 INT_MAX 始终是 2 减 1 的幂。 INT_MIN 始终是 - 2 或 1 的幂。实际上，始终以 2 为基数。

关于c++ - 浮点/整数类型转换的可靠溢出检测，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/51304323/

amp可靠codesectionINTc++floating-pointtype-conversionintegerinteger-overflow

有关c++ - 浮点/整数类型转换的可靠溢出检测的更多相关文章

  1. ruby-on-rails - 在 Rails 中将文件大小字符串转换为等效千字节 - 2

    我的目标是转换表单输入，例如“100兆字节”或“1GB”，并将其转换为我可以存储在数据库中的文件大小(以千字节为单位)。目前，我有这个:defquota_convert@regex=/([0-9]+)(.*)s/@sizes=%w{kilobytemegabytegigabyte}m=self.quota.match(@regex)if@sizes.include?m[2]eval("self.quota=#{m[1]}.#{m[2]}")endend这有效，但前提是输入是倍数(“gigabytes”，而不是“gigabyte”)并且由于使用了eval看起来疯狂不安全。所以，功能正常，

  2. ruby - 使用 ruby​​ 将 HTML 转换为纯文本并维护结构/格式 - 2

    我想将html转换为纯文本。不过，我不想只删除标签，我想智能地保留尽可能多的格式。为插入换行符标签，检测段落并格式化它们等。输入非常简单，通常是格式良好的html(不是整个文档，只是一堆内容，通常没有anchor或图像)。我可以将几个正则表达式放在一起，让我达到80%，但我认为可能有一些现有的解决方案更智能。 最佳答案 首先，不要尝试为此使用正则表达式。很有可能你会想出一个脆弱/脆弱的解决方案，它会随着HTML的变化而崩溃，或者很难管理和维护。您可以使用Nokogiri快速解析HTML并提取文本:require'nokogiri'h

  3. ruby - 将数组的内容转换为 int - 2

    我需要读入一个包含数字列表的文件。此代码读取文件并将其放入二维数组中。现在我需要获取数组中所有数字的平均值，但我需要将数组的内容更改为int。有什么想法可以将to_i方法放在哪里吗？ClassTerraindefinitializefile_name@input=IO.readlines(file_name)#readinfile@size=@input[0].to_i@land=[@size]x=1whilex 最佳答案 只需将数组映射为整数:@land边注如果你想得到一条线的平均值，你可以这样做:values=@input[x]

  4. ruby - 将散列转换为嵌套散列 - 2

    这道题是thisquestion的逆题.给定一个散列，每个键都有一个数组，例如{[:a,:b,:c]=>1,[:a,:b,:d]=>2,[:a,:e]=>3,[:f]=>4,}将其转换为嵌套哈希的最佳方法是什么{:a=>{:b=>{:c=>1,:d=>2},:e=>3,},:f=>4,} 最佳答案 这是一个迭代的解决方案，递归的解决方案留给读者作为练习:defconvert(h={})ret={}h.eachdo|k,v|node=retk[0..-2].each{|x|node[x]||={};node=node[x]}node[

  5. ruby-on-rails - 如何优雅地重启 thin + nginx？ - 2

    我的瘦服务器配置了nginx，我的ROR应用程序正在它们上运行。在我发布代码更新时运行thinrestart会给我的应用程序带来一些停机时间。我试图弄清楚如何优雅地重启正在运行的Thin实例，但找不到好的解决方案。有没有人能做到这一点？ 最佳答案 #Restartjustthethinserverdescribedbythatconfigsudothin-C/etc/thin/mysite.ymlrestartNginx将继续运行并代理请求。如果您将Nginx设置为使用多个上游服务器，例如server{listen80;server

  6. ruby - Infinity 和 NaN 的类型是什么？ - 2

    我可以得到Infinity和NaNn=9.0/0#=>Infinityn.class#=>Floatm=0/0.0#=>NaNm.class#=>Float但是当我想直接访问Infinity或NaN时:Infinity#=>uninitializedconstantInfinity(NameError)NaN#=>uninitializedconstantNaN(NameError)什么是Infinity和NaN？它们是对象、关键字还是其他东西？ 最佳答案 您看到打印为Infinity和NaN的只是Float类的两个特殊实例的字符串

  7. ruby - 检查方法参数的类型 - 2

    我不确定传递给方法的对象的类型是否正确。我可能会将一个字符串传递给一个只能处理整数的函数。某种运行时保证怎么样？我看不到比以下更好的选择:defsomeFixNumMangler(input)raise"wrongtype:integerrequired"unlessinput.class==FixNumother_stuffend有更好的选择吗？ 最佳答案 使用Kernel#Integer在使用之前转换输入的方法。当无法以任何合理的方式将输入转换为整数时，它将引发ArgumentError。defmy_method(number)

  8. ruby - RuntimeError(自动加载常量 Apps 多线程时检测到循环依赖 - 2

    我收到这个错误:RuntimeError(自动加载常量Apps时检测到循环依赖当我使用多线程时。下面是我的代码。为什么会这样？我尝试多线程的原因是因为我正在编写一个HTML抓取应用程序。对Nokogiri::HTML(open())的调用是一个同步阻塞调用，需要1秒才能返回，我有100,000多个页面要访问，所以我试图运行多个线程来解决这个问题。有更好的方法吗？classToolsController0)app.website=array.join(',')putsapp.websiteelseapp.website="NONE"endapp.saveapps=Apps.order("

  9. ruby - Ruby 有 `Pair` 数据类型吗？ - 2

    有时我需要处理键/值数据。我不喜欢使用数组，因为它们在大小上没有限制(很容易不小心添加超过2个项目，而且您最终需要稍后验证大小)。此外，0和1的索引变成了魔数(MagicNumber)，并且在传达含义方面做得很差(“当我说0时，我的意思是head...”)。散列也不合适，因为可能会不小心添加额外的条目。我写了下面的类来解决这个问题:classPairattr_accessor:head,:taildefinitialize(h,t)@head,@tail=h,tendend它工作得很好并且解决了问题，但我很想知道:Ruby标准库是否已经带有这样一个类？ 最佳

  10. ruby-on-rails - Ruby url 到 html 链接转换 - 2

    我正在使用Rails构建一个简单的聊天应用程序。当用户输入url时，我希望将其输出为html链接(即“url”)。我想知道在Ruby中是否有任何库或众所周知的方法可以做到这一点。如果没有，我有一些不错的正则表达式示例代码可以使用... 最佳答案 查看auto_linkRails提供的辅助方法。这会将所有URL和电子邮件地址变成可点击的链接(htmlanchor标记)。这是文档中的代码示例。auto_link("Gotohttp://www.rubyonrails.organdsayhellotodavid@loudthinking.

随机推荐