C++笔记：std::numeric_limits

std::numeric_limits 是 C++ 标准库里一个 用来查询数值类型"性质"的模板类 。

简单说：

它提供某个数值类型的各种边界和特性信息（最大值、最小值、精度、是否有无穷等）。

cpp 复制代码

#include <limits>
template<class T>
class std::numeric_limits;

通过 numeric_limits 模板的特化提供此信息。标准库为所有算术类型制定可用的特化：

cpp 复制代码

template<> class numeric_limits<bool>;
   

template<> class numeric_limits<char>;
   

template<> class numeric_limits<signed char>;
   

template<> class numeric_limits<unsigned char>;
   

template<> class numeric_limits<wchar_t>;
   

template<> class numeric_limits<char8_t>;
  (C++20 起) 

template<> class numeric_limits<char16_t>;
  (C++11 起) 

template<> class numeric_limits<char32_t>;
  (C++11 起) 

template<> class numeric_limits<short>;
   

template<> class numeric_limits<unsigned short>;
   

template<> class numeric_limits<int>;
   

template<> class numeric_limits<unsigned int>;
   

template<> class numeric_limits<long>;
   

template<> class numeric_limits<unsigned long>;
   

template<> class numeric_limits<long long>;
  (C++11 起) 

template<> class numeric_limits<unsigned long long>;
  (C++11 起) 

template<> class numeric_limits<float>;
   

template<> class numeric_limits<double>;
   

template<> class numeric_limits<long double>;

另外，对于每个存在特化的 cv 无限定类型的每个 cv 限定版本存在特化，等同于非限定的特化，例如提供 std::numeric_limits<const int> 、 std::numeric_limits<volatile int> 和 std::numeric_limits<const volatile int> ，且它们等价于 std::numeric_limits<int> 。

成员常量

成员	类型	含义
is_specialized	bool	是否为该类型提供了 `numeric_limits` 特化
is_signed	bool	是否是有符号类型
is_integer	bool	是否是整数类型
is_exact	bool	是否能精确表示（整数为 true，浮点为 false）
has_infinity	bool	是否支持 `+∞`
has_quiet_NaN	bool	是否支持 quiet NaN
has_signaling_NaN	bool	是否支持 signaling NaN
has_denorm_loss	bool	是否会检测 denorm 精度损失
is_iec559	bool	是否符合 IEEE 754
is_bounded	bool	是否有有限范围
is_modulo	bool	是否按模运算处理溢出（如 unsigned）
traps	bool	算术运算是否可能产生 trap
tinyness_before	bool	是否在舍入前检测 tiny 值

成员	类型	含义
digits	int	能无误表示的 radix 位数
digits10	int	能无误表示的十进制位数
max_digits10	int	保证 round-trip 的十进制位数
radix	int	数值表示使用的进制基数
min_exponent	int	最小正规指数（radix）
min_exponent10	int	最小正规指数（10）
max_exponent	int	最大指数（radix）
max_exponent10	int	最大指数（10）

成员	类型	含义
has_denorm	std::float_denorm_style	值	说明
		denorm_absent	没有 denormal
		denorm_present	支持 denormal
		denorm_indeterminate	实现未指定
round_style	std::float_round_style	值	说明
		round_to_nearest	最近值舍入（IEEE754默认）
		round_toward_zero	向0舍入
		round_toward_infinity	向 +∞
		round_toward_neg_infinity	向 -∞

成员函数

都返回T类型

成员函数	含义
min	返回类型 `T` 的最小有限值。整数类型：返回最小值浮点类型：返回最小正正规数（smallest positive normalized value）
lowest	返回最小的有限值（最负的值）。
max	返回该类型最大有限值。
epsilon	`1` 与下一个可表示浮点数之间的差
round_error	返回最大舍入误差（maximum rounding error）。对 IEEE754 浮点来说通常：0.5
infinity	返回正无穷大。仅当：std::numeric_limits<T>::has_infinity == true
quiet_NaN	返回 quiet NaN（安静 NaN）。不会触发异常；运算会继续传播
signaling_NaN	返回 signaling NaN（发信 NaN）。用于触发浮点异常；某些运算会产生 trap 但现实中：很多平台不会真正区分 sNaN
denorm_min	返回最小正非正规数（subnormal / denormal）。

例如

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include<limits>
int main()
{
    std::cout<<std::numeric_limits<float>::infinity()<<std::endl;
    std::cout << std::numeric_limits<float>::quiet_NaN() << std::endl;
}

cpp 复制代码

inf
nan