C++标准模板（STL）- 类型支持 (数值极限，quiet_NaN，signaling_NaN，denorm_min)

news2024/10/12 18:19:35

数值极限

提供查询所有基础数值类型的性质的接口


定义于头文件 <limits>

template< class T > class numeric_limits;

numeric_limits 类模板提供查询各种算术类型属性的标准化方式（例如 int 类型的最大可能值是 std::numeric_limits<int>::max() ）。
 

返回给定浮点类型的安静 NaN 值

std::numeric_limits<T>::quiet_NaN

static T quiet_NaN() throw();

(C++11 前)

static constexpr T quiet_NaN() noexcept;

(C++11 起)

返回特殊值“安静的非数”，以浮点类型 T 表示。仅若 std::numeric_limits<T>::has_quiet_NaN == true 才有意义。在最常见的浮点数二进制表示 IEEE 754 中，任何所有指数位均为 1 且至少有一位尾数位为 1 的值表示 NaN 。何种尾数值表示安静或发信的 NaN ，及符号位是否有意义，是实现定义的。 

返回值

Tstd::numeric_limits<T>::quiet_NaN()
/* non-specialized */T()
boolfalse
char​0​
signed char​0​
unsigned char​0​
wchar_t​0​
char8_t​0​
char16_t​0​
char32_t​0​
short​0​
unsigned short​0​
int​0​
unsigned int​0​
long​0​
unsigned long​0​
long long​0​
unsigned long long​0​
floatNAN 或另一实现定义的 NaN
double实现定义
long double实现定义

注意

NaN 与自身决不比较相等。复制 NaN 可能不保留其位表示。

调用示例

#include <iostream>
#include <string>
#include <limits>
#include <cstdint>
#include <cfloat>
#include <cmath>

struct SName
{
};

//偏特化
struct SPartSpec
{
};

namespace std
{
template<>
struct numeric_limits<SPartSpec>
{
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool is_specialized   = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool is_signed        = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool is_integer       = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool is_exact         = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool has_infinity     = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool has_quiet_NaN    = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool has_signaling_NaN = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR float_denorm_style has_denorm     = denorm_present;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool has_denorm_loss  = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR float_round_style round_style     = round_toward_neg_infinity;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool is_iec559        = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool is_bounded       = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool is_modulo        = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR int  digits           = CHAR_BIT;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR int  digits10         = CHAR_BIT;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR int  max_digits10     = DECIMAL_DIG;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR int  radix            = FLT_RADIX;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR int  min_exponent     = FLT_MIN_EXP;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR int  min_exponent10   = FLT_MIN_10_EXP;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR int  max_exponent     = FLT_MAX_EXP;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR int  max_exponent10   = FLT_MAX_EXP;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool traps            = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool tinyness_before  = true;

    static _GLIBCXX_CONSTEXPR int
    min() _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT { return  CHAR_MIN ; }
    static _GLIBCXX_CONSTEXPR int
    lowest() _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT { return  CHAR_MIN ; }
    static _GLIBCXX_CONSTEXPR int
    max() _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT { return  CHAR_MAX ; }
    static _GLIBCXX_CONSTEXPR int
    epsilon() _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT { return  LDBL_EPSILON ; }
    static _GLIBCXX_CONSTEXPR double
    round_error() _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT { return  0.5F ; }
    static _GLIBCXX_CONSTEXPR double
    infinity() _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT { return  HUGE_VAL ; }
    static _GLIBCXX_CONSTEXPR double
    quiet_NaN() _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT { return  NAN ; }
};
}

int main()
{
    std::cout << std::boolalpha;
    std::cout << "std::numeric_limits<bool>::quiet_NaN():                 "
              << std::numeric_limits<bool>::quiet_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<char>::quiet_NaN():                 "
              << std::numeric_limits<char>::quiet_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<signed char>::quiet_NaN():          "
              << std::numeric_limits<signed char>::quiet_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<unsigned char>::quiet_NaN():        "
              << std::numeric_limits<unsigned char>::quiet_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<wchar_t>::quiet_NaN():              "
              << std::numeric_limits<wchar_t>::quiet_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<char16_t>::quiet_NaN():             "
              << std::numeric_limits<char16_t>::quiet_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<char32_t>::quiet_NaN():             "
              << std::numeric_limits<char32_t>::quiet_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<short>::quiet_NaN():                "
              << std::numeric_limits<short>::quiet_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<unsigned short>::quiet_NaN():       "
              << std::numeric_limits<unsigned short>::quiet_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<int>::quiet_NaN():                  "
              << std::numeric_limits<int>::quiet_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<unsigned int>::quiet_NaN():         "
              << std::numeric_limits<unsigned int>::quiet_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<long>::quiet_NaN():                 "
              << std::numeric_limits<long>::quiet_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<unsigned long>::quiet_NaN():        "
              << std::numeric_limits<unsigned long>::quiet_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<long long>::quiet_NaN():            "
              << std::numeric_limits<long long>::quiet_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<unsigned long long>::quiet_NaN():   "
              << std::numeric_limits<unsigned long long>::quiet_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<float>::quiet_NaN():                "
              << std::numeric_limits<float>::quiet_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<double>::quiet_NaN():               "
              << std::numeric_limits<double>::quiet_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<long double>::quiet_NaN():          "
              << std::numeric_limits<long double>::quiet_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<std::string>::quiet_NaN():          "
              << std::numeric_limits<std::string>::quiet_NaN() << std::endl;
    //必须偏特化
//    std::cout << "std::numeric_limits<SName>::quiet_NaN():                "
//              << std::numeric_limits<SName>::quiet_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<SPartSpec>::quiet_NaN():            "
              << std::numeric_limits<SPartSpec>::quiet_NaN() << std::endl;
    return 0;
}

输出

返回给定浮点类型的发信的 NaN

std::numeric_limits<T>::signaling_NaN

static T signaling_NaN() throw();

(C++11 前)

static constexpr T signaling_NaN() noexcept;

(C++11 起)

 返回特殊值“发信的非数”，以浮点类型 T 表示。仅若 std::numeric_limits<T>::has_signaling_NaN == true 才有意义。在最常见的浮点数二进制表示 IEEE 754 中，任何所有指数位均为 1 且至少有一位尾数位为 1 的值表示 NaN 。何种尾数位的值表示安静或发信的 NaN ，及符号位是否有意义，是实现定义的。

返回值

Tstd::numeric_limits<T>::signaling_NaN()
/* non-specialized */T()
boolfalse
char​0​
signed char​0​
unsigned char​0​
wchar_t​0​
char8_t​0​
char16_t​0​
char32_t​0​
short​0​
unsigned short​0​
int​0​
unsigned int​0​
long​0​
unsigned long​0​
long long​0​
unsigned long long​0​
float实现定义
double实现定义
long double实现定义

调用示例

#include <iostream>
#include <string>
#include <limits>
#include <cstdint>
#include <cfloat>
#include <cmath>

struct SName
{
};

//偏特化
struct SPartSpec
{
};

namespace std
{
template<>
struct numeric_limits<SPartSpec>
{
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool is_specialized   = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool is_signed        = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool is_integer       = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool is_exact         = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool has_infinity     = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool has_quiet_NaN    = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool has_signaling_NaN = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR float_denorm_style has_denorm     = denorm_present;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool has_denorm_loss  = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR float_round_style round_style     = round_toward_neg_infinity;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool is_iec559        = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool is_bounded       = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool is_modulo        = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR int  digits           = CHAR_BIT;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR int  digits10         = CHAR_BIT;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR int  max_digits10     = DECIMAL_DIG;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR int  radix            = FLT_RADIX;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR int  min_exponent     = FLT_MIN_EXP;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR int  min_exponent10   = FLT_MIN_10_EXP;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR int  max_exponent     = FLT_MAX_EXP;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR int  max_exponent10   = FLT_MAX_EXP;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool traps            = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool tinyness_before  = true;

    static _GLIBCXX_CONSTEXPR int
    min() _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT { return  CHAR_MIN ; }
    static _GLIBCXX_CONSTEXPR int
    lowest() _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT { return  CHAR_MIN ; }
    static _GLIBCXX_CONSTEXPR int
    max() _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT { return  CHAR_MAX ; }
    static _GLIBCXX_CONSTEXPR int
    epsilon() _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT { return  LDBL_EPSILON ; }
    static _GLIBCXX_CONSTEXPR double
    round_error() _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT { return  0.5F ; }
    static _GLIBCXX_CONSTEXPR double
    infinity() _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT { return  HUGE_VAL ; }
    static _GLIBCXX_CONSTEXPR double
    quiet_NaN() _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT { return  NAN ; }
    static _GLIBCXX_CONSTEXPR double
    signaling_NaN() _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT { return  NAN ; }
};
}

int main()
{
    std::cout << std::boolalpha;
    std::cout << "std::numeric_limits<bool>::signaling_NaN():                 "
              << std::numeric_limits<bool>::signaling_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<char>::signaling_NaN():                 "
              << std::numeric_limits<char>::signaling_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<signed char>::signaling_NaN():          "
              << std::numeric_limits<signed char>::signaling_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<unsigned char>::signaling_NaN():        "
              << std::numeric_limits<unsigned char>::signaling_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<wchar_t>::signaling_NaN():              "
              << std::numeric_limits<wchar_t>::signaling_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<char16_t>::signaling_NaN():             "
              << std::numeric_limits<char16_t>::signaling_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<char32_t>::signaling_NaN():             "
              << std::numeric_limits<char32_t>::signaling_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<short>::signaling_NaN():                "
              << std::numeric_limits<short>::signaling_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<unsigned short>::signaling_NaN():       "
              << std::numeric_limits<unsigned short>::signaling_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<int>::signaling_NaN():                  "
              << std::numeric_limits<int>::signaling_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<unsigned int>::signaling_NaN():         "
              << std::numeric_limits<unsigned int>::signaling_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<long>::signaling_NaN():                 "
              << std::numeric_limits<long>::signaling_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<unsigned long>::signaling_NaN():        "
              << std::numeric_limits<unsigned long>::signaling_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<long long>::signaling_NaN():            "
              << std::numeric_limits<long long>::signaling_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<unsigned long long>::signaling_NaN():   "
              << std::numeric_limits<unsigned long long>::signaling_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<float>::signaling_NaN():                "
              << std::numeric_limits<float>::signaling_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<double>::signaling_NaN():               "
              << std::numeric_limits<double>::signaling_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<long double>::signaling_NaN():          "
              << std::numeric_limits<long double>::signaling_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<std::string>::signaling_NaN():          "
              << std::numeric_limits<std::string>::signaling_NaN() << std::endl;
    //必须偏特化
//    std::cout << "std::numeric_limits<SName>::signaling_NaN():                "
//              << std::numeric_limits<SName>::signaling_NaN() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<SPartSpec>::signaling_NaN():            "
              << std::numeric_limits<SPartSpec>::signaling_NaN() << std::endl;
    return 0;
}

输出

返回给定浮点类型的最小正非正规值

std::numeric_limits<T>::denorm_min

static T denorm_min() throw();

(C++11 前)

static constexpr T denorm_min() noexcept;

(C++11 起)

 若 std::numeric_limits<T>::has_denorm != std::denorm_absent 则返回 T 类型的最小正非正规值，否则返回 std::numeric_limits<T>::min() 。仅对浮点类型有意义。

返回值

Tstd::numeric_limits<T>::denorm_min()
/* non-specialized */T()
boolfalse
char​0​
signed char​0​
unsigned char​0​
wchar_t​0​
char8_t​0​
char16_t​0​
char32_t​0​
short​0​
unsigned short​0​
int​0​
unsigned int​0​
long​0​
unsigned long​0​
long long​0​
unsigned long long​0​
float若 std::numeric_limits<float>::is_iec559 == true 则为 2-149
double若 std::numeric_limits<float>::is_iec559 == true 则为 2-1074
long double/* 实现定义 */

调用示例

#include <iostream>
#include <string>
#include <limits>
#include <cstdint>
#include <cfloat>
#include <cmath>

struct SName
{
};

//偏特化
struct SPartSpec
{
};

namespace std
{
template<>
struct numeric_limits<SPartSpec>
{
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool is_specialized   = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool is_signed        = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool is_integer       = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool is_exact         = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool has_infinity     = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool has_quiet_NaN    = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool has_signaling_NaN = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR float_denorm_style has_denorm     = denorm_present;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool has_denorm_loss  = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR float_round_style round_style     = round_toward_neg_infinity;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool is_iec559        = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool is_bounded       = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool is_modulo        = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR int  digits           = CHAR_BIT;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR int  digits10         = CHAR_BIT;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR int  max_digits10     = DECIMAL_DIG;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR int  radix            = FLT_RADIX;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR int  min_exponent     = FLT_MIN_EXP;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR int  min_exponent10   = FLT_MIN_10_EXP;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR int  max_exponent     = FLT_MAX_EXP;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR int  max_exponent10   = FLT_MAX_EXP;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool traps            = true;
    static _GLIBCXX_USE_CONSTEXPR bool tinyness_before  = true;

    static _GLIBCXX_CONSTEXPR int
    min() _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT { return  CHAR_MIN ; }
    static _GLIBCXX_CONSTEXPR int
    lowest() _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT { return  CHAR_MIN ; }
    static _GLIBCXX_CONSTEXPR int
    max() _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT { return  CHAR_MAX ; }
    static _GLIBCXX_CONSTEXPR int
    epsilon() _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT { return  LDBL_EPSILON ; }
    static _GLIBCXX_CONSTEXPR double
    round_error() _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT { return  0.5F ; }
    static _GLIBCXX_CONSTEXPR double
    infinity() _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT { return  HUGE_VAL ; }
    static _GLIBCXX_CONSTEXPR double
    quiet_NaN() _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT { return  NAN ; }
    static _GLIBCXX_CONSTEXPR double
    signaling_NaN() _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT { return  NAN ; }
    static _GLIBCXX_CONSTEXPR double
    denorm_min() _GLIBCXX_USE_NOEXCEPT { return  NAN ; }
};
}

int main()
{
    std::cout << std::boolalpha;
    std::cout << "std::numeric_limits<bool>::denorm_min():                 "
              << std::numeric_limits<bool>::denorm_min() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<char>::denorm_min():                 "
              << std::numeric_limits<char>::denorm_min() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<signed char>::denorm_min():          "
              << std::numeric_limits<signed char>::denorm_min() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<unsigned char>::denorm_min():        "
              << std::numeric_limits<unsigned char>::denorm_min() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<wchar_t>::denorm_min():              "
              << std::numeric_limits<wchar_t>::denorm_min() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<char16_t>::denorm_min():             "
              << std::numeric_limits<char16_t>::denorm_min() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<char32_t>::denorm_min():             "
              << std::numeric_limits<char32_t>::denorm_min() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<short>::denorm_min():                "
              << std::numeric_limits<short>::denorm_min() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<unsigned short>::denorm_min():       "
              << std::numeric_limits<unsigned short>::denorm_min() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<int>::denorm_min():                  "
              << std::numeric_limits<int>::denorm_min() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<unsigned int>::denorm_min():         "
              << std::numeric_limits<unsigned int>::denorm_min() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<long>::denorm_min():                 "
              << std::numeric_limits<long>::denorm_min() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<unsigned long>::denorm_min():        "
              << std::numeric_limits<unsigned long>::denorm_min() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<long long>::denorm_min():            "
              << std::numeric_limits<long long>::denorm_min() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<unsigned long long>::denorm_min():   "
              << std::numeric_limits<unsigned long long>::denorm_min() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<float>::denorm_min():                "
              << std::numeric_limits<float>::denorm_min() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<double>::denorm_min():               "
              << std::numeric_limits<double>::denorm_min() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<long double>::denorm_min():          "
              << std::numeric_limits<long double>::denorm_min() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<std::string>::denorm_min():          "
              << std::numeric_limits<std::string>::denorm_min() << std::endl;
    //必须偏特化
//    std::cout << "std::numeric_limits<SName>::denorm_min():                "
//              << std::numeric_limits<SName>::denorm_min() << std::endl;
    std::cout << "std::numeric_limits<SPartSpec>::denorm_min():            "
              << std::numeric_limits<SPartSpec>::denorm_min() << std::endl;
    return 0;
}

输出

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