C++ 0x使用<ratio>更安全長度類型

Question

當閱讀<ratio>和<chrono>時，我試圖想象一個Length類型，它可以防止意外轉換錯誤。

這是我得到：

#include <iostream> 
#include <ratio> 
using namespace std; 

template<typename Scale> 
struct Length { 
    long long val_; 
    Length(long long val) : val_{val} {} 
    Length() = default; 
    Length(const Length&) = default; 
    Length& operator=(const Length&) = default; 
    // conversion 
    template<typename Scale2> 
    Length(const Length<Scale2> &other) 
    : val_{ other.val_*(Scale2::num*Scale::den)/(Scale2::den*Scale::num) } 
    { } 
    // access 
    long long value() const { return val_; } 
}; 
typedef Length<ratio<1>> m; 
typedef Length<kilo> km; 
typedef Length<milli> mm; 
typedef Length<ratio<1000,1094>> yard; 

要這樣使用

int main() { 
    km len_km = 300; 
    mm len_mm = len_km; 
    cout << " millimeter:" << len_mm.value() << endl; 
    cout << " m:" << m{len_km}.value() << endl; 
    cout << " yd:" << yard{len_km}.value() << endl; 
} 

現在我可以添加所有的+和*操作獲得真正舒適... :-)

我想知道：

• 是否有一個更容易訪問算術設施duration和time_point定義在<chrono>無論如何？我可以使用這些減少Length的努力嗎？
• 編譯時常量(Scale2::num*Scale::den)/(Scale2::den*Scale::num)在轉換構造函數（fraction/underflow？）中似乎很危險，但我無法找到更好的元編程方式，這裏的任何提示？

Answer 1

• 是否有可以 算術設施是 duration和time_point定義 <chrono>反正一個更容易獲得？我可以使用那些 減少Length的努力嗎？

對於「混合模式」算術和比較，您可以採取的common_type<T1, T2>::type優勢定義返回類型。 duration專業common_type是Period1和Period2的最大公約數，其中Period1和Period2是參與算術或比較操作的兩個ratio。你可以使用它像：

template <typename Scale1, typename Scale2> 
    typename std::common_type<Length<Scale1>, Length<Scale2>>::type 
    operator+(Length<Scale1> x, Length<Scale2> y); 

不幸的是，你必須重塑如何在編譯時得到兩個ratio S上的最大公約數。開始於編譯時gcd和lcm元函數的無符號long long。

嗯...或者你也許可以將你的專業化common_type基於已經完成的duration。您可以將結果duration的period重新解釋爲您的Length的比例因子。我沒有原型，只是一個想法。

• 的編譯時間常數 (Scale2::num*Scale::den)/(Scale2::den*Scale::num)在轉換 構造似乎危險（分/下溢？）， 但我想不出更好的 元編程的方式，在這裏任何提示？

同意。 duration處理這個問題有：

template <class Rep2, class Period2> 
    constexpr duration(const duration<Rep2, Period2>& d); 

備註：此構造不得 參與重載決議 除非treat_as_floating_point<rep>::value是真實的或兩者 ratio_divide<Period2, period>::den是是假的。 [注意：此需求在 在基於積分的 持續時間類型之間轉換時可防止 隱式截斷錯誤。這樣的構造很容易導致關於持續時間的值的混淆。 - 尾註]

I.e.你需要enable_if你的Length轉換構造函數，這樣它才存在，如果轉換是準確的（如果你想根據你的整數類型的長度）。對於準確的轉換，轉換因子(Scale2::num*Scale::den)/(Scale2::den*Scale::num)必須是可計算的，不能除法（除1除外）。您可以使用ratio_divide爲您執行此除法，然後得到的分母必須爲1（用於精確轉換）。

enable_if<ratio_divide<Scale2, Scale1>::type::den == 1, ...> 

這是一個很好的學習項目ratio！玩的開心！ :-)

Answer 2

您使用整數類型來表示物理量。這不是人們通常想要的。如果你堅持一個整數類型，至少要按照正確的順序進行乘法和除法，即首先進行所有乘法運算，然後再進行除法運算（比較100 *（255/256）和（100 * 255）/ 256）。

在相關說明中，請記住，您將長度乘以長度，您將得到一個區域，而不是長度。考慮到這一點的實際圖書館存在，例如見siunits。