在常量表达式中使用numeric_limits::max()

Question

我想在一个类内部定义一个常量，其值为最大可能的整数。就像这样：

class A
{
    ...
    static const int ERROR_VALUE = std::numeric_limits<int>::max();
    ...
}

这个声明无法通过编译，错误信息如下:

numeric.cpp:8: error: 'std::numeric_limits::max()' cannot appear in a constant-expression numeric.cpp:8: error: a function call cannot appear in a constant-expression

我理解为什么会出现这种情况，但有两点看起来很奇怪：

1. 在常量表达式中使用该值对我来说似乎是一个自然的决定。为什么语言设计者决定将 max() 设计为函数而不允许这种用法？

2. 规范在18.2.1中声称：

   对于在numeric_limits模板中声明为static const的所有成员，特化应以可用作整数常量表达式的方式定义这些值。

   这难道不意味着我应该能够在我的场景中使用它吗？这是否与错误消息相矛盾？

谢谢。

- FireAphis

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你可以使用 climits http://www.cplusplus.com/reference/clibrary/climits/。 - Anycorn

@aaa：但是 climits 与模板不兼容。 - UncleBens

@Uncle 不幸的是，原则上可以将定义包装在模板中，有些工作是可以完成的。或者boost integer_traits提供了它们：integer_traits <>::const_max/const_min。 - Anycorn

Answer 1

看起来有点缺陷...

在C++0x中，numeric_limits的所有内容都将标记为constexpr，这意味着您将能够将min()和max()用作编译时常量。

- UncleBens

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对于那些想知道的人，显然在Visual Studio 2015中已经添加了对此的支持。现在如果我能让IT从2013年更新就好了... - Phlucious

Answer 2

尽管当前标准不支持此功能，但对于整数类型，Boost.IntegerTraits 提供了编译时常量 const_min 和 const_max。

问题出在 §9.4.2/4 中：

如果静态数据成员是 const 整数或 const 枚举类型，则其在类定义中的声明可以指定一个常量初始化器，该常量初始化器应为整数常量表达式（5.19）。在这种情况下，该成员可以出现在整数常量表达式中。

请注意它补充说：

如果程序中使用了该成员，则仍应在命 名空间范围内定义该成员，并且命名空间范围定义不得包含初始化器。

正如其他人已经提到的，numeric_limits 的 min() 和 max() 并不是整数常量表达式，即编译时常量。

- Georg Fritzsche

Answer 3

您想要：

#include <limits>

struct A {
static const int ERROR_VALUE;
}; 

const int A::ERROR_VALUE = std::numeric_limits<int>::max();

将类/结构放在头文件中，定义放在.cpp文件中。

- anon

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上述定义的 ERR_VALUE 可以用作模板参数吗？ - Anycorn

在类内和类外初始化的区别是什么？我知道我可以在类内使用整数值初始化常量。此外，我必须至少有一个这样的类实例，对吗？否则编译器可能会决定不进行初始化？ - FireAphis

跟着问一句：这里没有（也许是boost）重新定义这些值以便在元模板编程中使用的库吗？在编译时拥有它们对我们来说是有意义的... - Matthieu M.

@aaa 不，但那不是他所询问的内容。 - anon

@FireAphis 不需要类实例 - 它是静态的！ - anon

@Matt http://www.boost.org/doc/libs/1_40_0/boost/integer_traits.hpp 中的 integer_traits<>::const_max 成员是什么意思。@Neil 我只是好奇。 - Anycorn

Answer 4

它并不矛盾，因为max没有被定义为static const，它只是一个静态成员函数。函数不能是const，静态成员函数也不能在最右边附加const。

在double版本的限制中也有一个double max()，在C++03中，不能使用static double const max = ...。因此，为了保持一致，max()是所有版本的limit模板的一个函数。

现在已知max()无法像那样使用是不好的，而C++0x通过使其成为constexpr函数来解决这个问题，允许您提出的用法。

- Johannes Schaub - litb

Answer 5

• 我会尽力回答你的问题：

1- 如果你想要在程序中使用一个静态常量整数并用函数初始化它：

int Data()
{
 return rand();
}

class A
{
public :
    static const int ee;
};
const int A::ee=Data();

这适用于VS 2008

2- 如果您想要获取给定数据类型的最大和最小数，则可以使用以下定义 INT_MAX，INT_MIN，LONG_MAX等等..

3- 如果您需要针对模板类型使用它们，则需要自己硬编码模板。

template<>
int MaxData()
{
 return INT_MAX;
}

并且。

template<>
long MaxData()
{
 return LONG_MAX ;
}

并且像这样进行调用

int y=MaxData<int>();

4- 如果你只处理二进制表示的类型，请使用以下代码：

template <class T>
T MaxData(){
    return ~(1<<((sizeof(T)*8)-1));
}

并且这个

template <class T>
T MinData(){
    return (1<<((sizeof(T)*8)-1));
}

希望这能帮到您。

- Betamoo

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不要使用数字值8，而是从climits（limits.h）中使用CHAR_BIT宏。 - Aconcagua