缩小数值转换的显式转换

Question

受Gsl：：窄_投射的启发，我通过添加几个特性创建了自己的实现：

• 类型上的静态断言，以确保强制转换实际上正在缩小(如果将来对代码的更改意味着转换不再缩小，我们不希望在那里仍然有一个narrow_cast )
• 没有运行时检查的版本仍然有一个断言，所以它是在调试模式下签入的

#include <cassert>
#include <exception>
#include <iostream>
#include <type_traits>

namespace details {

template <typename T, typename U>
constexpr bool is_same_signedness = std::is_signed<T>::value == std::is_signed<U>::value;

template <typename T, typename U>
constexpr bool can_fully_represent =
    std::is_same<T, U>::value ||
    ( std::is_integral<T>::value && std::is_integral<U>::value &&
        ( ( std::is_signed<T>::value && sizeof(T) >  sizeof(U) ) ||
          ( is_same_signedness<T, U> && sizeof(T) >= sizeof(U) ) ) ) ||
    ( std::is_floating_point<T>::value && std::is_floating_point<U>::value && sizeof(T) >= sizeof(U) );

template <typename T, typename U>
constexpr bool static_cast_changes_value(U u) noexcept
{
    const auto t = static_cast<T>(u);

    // this should catch most cases, but may miss dodgy unsigned to signed conversion or vice-versa
    if (static_cast<U>(t) != u)
        return true;

    if (std::is_signed<T>::value != std::is_signed<U>::value && ((t < T{}) != (u < U{})))
        return true;

    return false;
}

} // namespace details

// TODO: unchecked cast for types where some loss of precision (and therefore assertion failure) is expected?
template <typename T, typename U>
constexpr T narrow_cast(U&& u) noexcept
{
    static_assert(!details::can_fully_represent<T, U>, "we shouldn't be using narrow_cast for casts that aren't actually narrowing");
    assert(!details::static_cast_changes_value<T>(u));
    return static_cast<T>(std::forward<U>(u));
}

struct narrowing_error : public std::exception {};

template <typename T, typename U>
constexpr T narrow_cast_checked(U u)
{
    static_assert(!details::can_fully_represent<T, U>, "we shouldn't be using narrow_cast for casts that aren't actually narrowing");
    if (details::static_cast_changes_value<T>(u))
        throw narrowing_error();

    return static_cast<T>(u);
}

Answer 1

我注意到的第一件事是:您只支持基本的算术类型(整数和浮点数)。这在narrow_cast这个名字中并不明显。要么使用静态断言强制执行，要么提供为用户定义类型提供扩展的机制。

以下是你所写的：

模板 constexpr bool can_fully_represent = std::is_same::value既要( std::is_integral::value && std::is_integral::value &)&(( std::is_signed::value &&SIZOF(T))> sizeof(U) )\x( is_same_signedness && sizeof(T) >= sizeof(U) )\x{e76f}\x{e76f}( std::is_floating_point::value & std::is_floating_point::value && sizeof(T) >= sizeof(U) )；

以下是我认为应该足够的内容：

template <typename T, typename U>
constexpr bool can_fully_represent =
       std::numeric_limits<T>::min() <= std::numeric_limits<U>::min()
    && std::numeric_limits<T>::max() >= std::numeric_limits<U>::max();

好吧，也许我忽略了一些边缘案例，但这就是我的想法。

未检查的版本使用转发引用，而检查版本不使用。尽量保持界面的一致性。

std::is_same<T, U>::value可以简化为std::is_same_v<T, U>。

Answer 2

除了@L.F.之外，S还回答说:您正在定义一个is_same_signedness值，但是--您没有在您的static_cast_changes_value()函数中使用它，尽管可以。