在 C++11 中，如何实现适合内置类型层次结构的算术类型？

Question

基本上，我想实现一个 float16 类型。但是这个问题不是关于如何做到这一点的细节，而是关于如何进行设置，以便我的新 float16 类型能够适当地处理 float、double 和所有整数类型。

我希望我的 float16 类型能够类似地转换为 float 或 double。例如，它应该隐式转换为这两种类型。它也应该有 std::common_type (http://en.cppreference.com/w/cpp/types/common_type) 的行为类似于它的 std::common_types 对其他浮点类型的行为。这意味着 std::common_type<my_float16, float>::type = float、std::common_type<my_float16, double>::type = double 和 std::common_type<my_float16, T>::type = my_float16，其中 T 是任何整数类型。

我需要编写哪些构造函数和强制转换运算符才能完成这项工作？如有任何帮助，我们将不胜感激！

我的可能是相关的。

编辑：好的，我像 Anton 那样构建了一个最小的例子。这是

struct float16 {
    explicit operator int() {
        return 0;
    }

    operator float() {
        return 0.0f;
    }
};

这对float和float16的公共类型是正确的，但是int和float16的公共类型仍然是int。我不明白。

Answer 1

我不认为你能准确理解这一点，因为 C++ 核心语言对待本地定义的转换（例如 char 到 int）不同于用户定义的转换（即使它们是隐式的） ).

例如

之后

struct float16 { float16(int) {} }; // cast int->float16 is implicit

struct Foo { Foo(const double&){} };  // constructor accepts a double&
struct Bar { Bar(const float16&){} }; // constructor accepts a float16&

void foo(const Foo&) {}
void bar(const Bar&) {}

调用 foo(3) 是有效的，因为整数 3 可以隐式转换为 double 并且 foo 接受 Foo 实例通过用户定义的转换（不是 explicit 的 Foo 构造函数）从 double 隐式构造。

但是 bar(3) 无效因为这样的调用需要两次隐式用户定义转换（int→float16 和 float16→Bar)，这是不允许的。

Answer 2

如果将其实现为 struct/class 类型，请提供所有相关运算符和构造函数的重载。如果 class 支持与其他类型之间的转换，请查阅指南了解它需要什么。

如果您希望 class 与 std::common_type 和 std::numeric_limits 等标准模板完美搭配，您需要为这些模板提供适当的专业化。最好阅读实际标准以了解此类专业化要求的描述，但可能有一些教程 material（我已经看到很好的介绍性 material 专业化 std::numeric_limits，但是不适用于 std::common_type).

除非您使用特定于编译器的类型，否则您的类型如何适应内置标准类型（int、float 等）总是会有一些限制。

Answer 3

我将对这个问题提供我自己的答案。

我现在同意 6502，我认为这不可能以简单的方式实现。我发现这样做的唯一方法是为每种可能的类型组合提供运算符重载。这可以使用模板（和 Boost 运算符 http://www.boost.org/doc/libs/1_59_0/libs/utility/operators.htm 是一个很好的例子）以稍微好一点的方式完成，但这仍然是大量的工作和样板代码。

在 C++11 中，如何实现适合内置类型层次结构的算术类型？

In C++11, how can I implement an arithmetic type that fits into the hierarchy of builtin types?

c++

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c++11