c++ - 在 std::abs 函数上

Question

该std::abs()函数是否为 C++11 中的所有算术类型定义良好，并且返回|x|时不会出现近似问题？

奇怪的是，使用 g++4.7, std::abs(char), std::abs(short int), std::abs(int), std::abs(long int)andstd::abs(long long int)似乎返回一个双精度值（相反：http ://en.cppreference.com/w/cpp/numeric/math/abs ）。如果将数字转换为双精度数，对于非常大的数字（如-9223372036854775806LL = 2^63-3），我们可能会有一些近似误差。

那么我是否有保证std::abs(x)将始终返回|x|所有算术类型？

编辑：这是一个进行一些测试的示例程序

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <cmath>
#include <typeinfo>

template<typename T>
void abstest(T x)
{
    static const unsigned int width = 16;
    const T val = x;
    if (sizeof(val) == 1) {
        std::cout<<std::setw(width)<<static_cast<int>(val)<<" ";
        std::cout<<std::setw(width)<<static_cast<int>(std::abs(val))<<" ";
    } else {
        std::cout<<std::setw(width)<<val<<" ";
        std::cout<<std::setw(width)<<static_cast<T>(std::abs(val))<<" ";
    }
    std::cout<<std::setw(width)<<sizeof(val)<<" ";
    std::cout<<std::setw(width)<<sizeof(std::abs(val))<<" ";
    std::cout<<std::setw(width)<<typeid(val).name()<<" ";
    std::cout<<std::setw(width)<<typeid(std::abs(val)).name()<<std::endl;
}

int main()
{
    double ref = -100000000000;
    abstest<char>(ref);
    abstest<short int>(ref);
    abstest<int>(ref);
    abstest<long int>(ref);
    abstest<long long int>(ref);
    abstest<signed char>(ref);
    abstest<signed short int>(ref);
    abstest<signed int>(ref);
    abstest<signed long int>(ref);
    abstest<signed long long int>(ref);
    abstest<unsigned char>(ref);
    abstest<unsigned short int>(ref);
    abstest<unsigned int>(ref);
    abstest<unsigned long int>(ref);
    abstest<unsigned long long int>(ref);
    abstest<float>(ref);
    abstest<double>(ref);
    abstest<long double>(ref);
    return 0;
}

score 16 · Accepted Answer

保证正确的重载出现在<cmath>/中<cstdlib>：

C++11，[c.math]：

除了int中某些数学函数的版本之外<cstdlib>，C++ 还添加long和long long重载了这些函数的版本，具有相同的语义。

添加的签名是：
long abs(long);            // labs()
long long abs(long long);  // llabs()
[...]

除了double中的数学函数的版本之外<cmath>，这些函数的重载版本具有相同的语义。C++ 添加float和long double重载了这些函数的版本，具有相同的语义。
float abs(float);
long double abs(long double);

因此，您应该确保正确包含<cstdlib>( int, long,long long重载)/ <cmath>( double, float,long double重载)。

score 5 · Accepted Answer

您不能保证std::abs(x)始终返回|x|所有算术类型。例如，大多数有符号整数实现比正数多一个负数的空间，所以结果abs(numeric_limits<int>::min())将不等于|x|。

score 1 · Accepted Answer

检查您实际上使用的是std::absfrom<cstdlib>而不是std::absfrom <cmath>。

PS。哦，刚刚看到示例程序，好吧，你去吧，你正在使用std::abs .

score 0 · Accepted Answer

当您将std::absfrom<cmath>与整数类型一起使用时，g++（使用 C++11 标准）返回双精度并不奇怪：来自http://www.cplusplus.com/reference/cmath/abs/：

自 C++11 起，在此标头 ( <cmath>) 中为整数类型提供了额外的重载：这些重载在计算之前有效地将 x 强制转换为 double （为 T 定义为任何整数类型）。

这实际上是这样实现的/usr/include/c++/cmath：

template<typename _Tp>
inline _GLIBCXX_CONSTEXPR
typename __gnu_cxx::__enable_if<__is_integer<_Tp>::__value,
                                double>::__type
abs(_Tp __x)
{ return __builtin_fabs(__x); }

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