[原]C++新标准之std::ratio
2024-09-01 05:14:11
原 总结 ratio
概览
std::ratio定义在<ratio>文件中，提供了编译期的比例计算功能。为std::chrono::duration提供基础服务。
类定义
std::ratio是一个模板类，关键代码摘录如下（格式有调整）：
- template<intmax_t _Nx, intmax_t _Dx = 1>
- struct ratio
- {
- static_assert(_Dx != 0, "zero denominator");
- static_assert(-INTMAX_MAX <= _Nx, "numerator too negative");
- static_assert(-INTMAX_MAX <= _Dx, "denominator too negative");
- static constexpr intmax_t num = _Sign_of<_Nx>::value
- * _Sign_of<_Dx>::value * _Abs<_Nx>::value / _Gcd<_Nx, _Dx>::value;
- static constexpr intmax_t den = _Abs<_Dx>::value / _Gcd<_Nx, _Dx>::value;
- typedef ratio<num, den> type;
- };
第一个参数_Nx代表了分子，第二个参数 _Dx代表了分母。
num是计算后的分子，den是计算后的分母。在duration转换的时候会用到这两个值。
注：这里的计算是指约分，可以看到传入的分子和分母都除以了最大公约数。
num是numerator的缩写，表示分子。
den是denominator的缩写，表示分母。
预定义ratio
为了方便代码的书写，标准库提供了如下定义：
| Type | Definition |
|---|---|
| yocto | std::ratio<1, 1000000000000000000000000>, if std::intmax_t can represent the denominator |
| zepto | std::ratio<1, 1000000000000000000000>, if std::intmax_t can represent the denominator |
| atto | std::ratio<1, 1000000000000000000> |
| femto | std::ratio<1, 1000000000000000> |
| pico | std::ratio<1, 1000000000000> |
| nano | std::ratio<1, 1000000000> |
| micro | std::ratio<1, 1000000> |
| milli | std::ratio<1, 1000> |
| centi | std::ratio<1, 100> |
| deci | std::ratio<1, 10> |
| deca | std::ratio<10, 1> |
| hecto | std::ratio<100, 1> |
| kilo | std::ratio<1000, 1> |
| mega | std::ratio<1000000, 1> |
| giga | std::ratio<1000000000, 1> |
| tera | std::ratio<1000000000000, 1> |
| peta | std::ratio<1000000000000000, 1> |
| exa | std::ratio<1000000000000000000, 1> |
| zetta | std::ratio<1000000000000000000000, 1>, if std::intmax_t can represent the numerator |
| yotta | std::ratio<1000000000000000000000000, 1>, if std::intmax_t can represent the numerator |
应用
如果想表示1/5，那么可以这样写std::ratio<1, 5>。
回想我们在学习std::chrono::duration中遇到到的milli的定义：
typedef ratio<1, 1000> milli;，表示一千分之一，因为约定了基本计算单位是秒，所以milli表示一千分之一秒。
示例代码
- #include <iostream>
- #include <chrono>
- typedef std::chrono::duration<float, std::ratio<3, 1> > three_seconds;
- typedef std::chrono::duration<float, std::ratio<1, 10> > one_tenth_seconds;
- int main()
- {
- three_seconds s = std::chrono::duration_cast<three_seconds>(one_tenth_seconds(3));
- std::cout << "3 [1/10 seconds] equal to " << s.count() << " [3 seconds]\n";
- std::cin.get();
- }
参考资料
- vs源码
- cppreference
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