C++STL---＜limits＞

一、核心模板类 numeric_limits<T>

用于查询算术类型属性，需特化类型 T（如 int, float）后使用。

#include <limits> using namespace std; 二、常用静态成员函数（需通过 :: 调用） 成员函数作用描述示例（int类型）min()类型最小值numeric_limits<int>::min() → -2147483648max()类型最大值numeric_limits<int>::max() → 2147483647epsilon()浮点类型精度（1与最小>1值的差）numeric_limits<float>::epsilon() ≈ 1.192e-07digits类型的有效位数（不含符号位）numeric_limits<char>::digits → 7is_signed类型是否带符号numeric_limits<unsigned>::is_signed → falseis_integer是否为整数类型numeric_limits<double>::is_integer → false

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三、特殊值检测（浮点类型专用） numeric_limits<float>::has_infinity; // 是否支持无穷大 numeric_limits<float>::infinity(); // 正无穷值 numeric_limits<float>::quiet_NaN(); // 非信号NaN（Not a Number）

示例

// 检查float类型是否支持无穷大表示 static const bool has_infinity = numeric_limits<float>::has_infinity; // 获取正无穷大值 float inf = numeric_limits<float>::infinity(); // 获取非信号NaN（安静型非数） float nan = numeric_limits<float>::quiet_NaN();

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四、底层特性与平台适配 numeric_limits<int>::is_modulo; // 溢出是否取模（如无符号类型为true） numeric_limits<char>::is_iec559; // 是否符合IEEE 754标准（仅浮点） numeric_limits<double>::round_style; // 舍入方式（如round_to_nearest）

应用代码示例

// 检查int类型溢出是否取模运算 const bool int_modulo = numeric_limits<int>::is_modulo; // 典型应用场景 template<typename T> T safe_increment(T val) { if (numeric_limits<T>::is_modulo) { return val + 1; // 安全操作 } else { if (val < numeric_limits<T>::max()) return val + 1; throw overflow_error("Exceeded maximum value"); } } // 获取当前浮点环境的舍入方式 const float_round_style style = numeric_limits<double>::round_style; // 根据舍入模式选择算法 if (style == round_to_nearest) { // 使用统计友好的算法 } else if (style == round_toward_zero) { // 财务计算首选模式 }

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五、与C风格宏的对比优势

对比C语言的 <climits> 和 <cfloat>：

类型安全：避免宏的类型错误（如 INT_MAX 误用于 long）泛型友好：模板代码中可统一接口扩展性：支持用户自定义类型的特化

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六、实际应用场景

防止数值溢出

template<typename T> T safe_add(T a, T b) { if (a > numeric_limits<T>::max() - b) throw overflow_error("Addition overflow"); return a + b; }

浮点数判等（考虑精度）

bool almost_equal(double a, double b) { return abs(a - b) < numeric_limits<double>::epsilon(); }

动态类型特性检查

template<typename T> void print_range() { if constexpr (numeric_limits<T>::is_signed) { cout << "Range: [" << numeric_limits<T>::min() << ", " << numeric_limits<T>::max() << "]\n"; } }

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七、扩展：自定义类型特化（示例） class MyCustomType { /*...*/ }; namespace std { template<> class numeric_limits<MyCustomType> { public: static constexpr bool is_specialized = true; static MyCustomType max() { return MyCustomType(100); } // 定义其他必要成员... }; }

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八、注意事项 非算术类型（如类/字符串）默认无特化版本编译时常量：所有成员均为 constexpr，可用于模板元编程C++11后新增 lowest() 函数，返回类型最小有限值（对浮点类型更准确）

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你没有走错路，你是在等待风的到来。 —伊吹有喜