std::div_sat

 

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gcd (C++17)	lcm (C++17)
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midpoint (C++20)	lerp (C++20)
饱和算术
add_sat (C++26) sub_sat (C++26) saturate_cast (C++26)	mul_sat (C++26) div_sat (C++26)
通用数值运算
iota (C++11) ranges::iota (C++23) accumulate inner_product adjacent_difference    partial_sum	reduce (C++17) transform_reduce (C++17) inclusive_scan (C++17) exclusive_scan (C++17) transform_inclusive_scan (C++17) transform_exclusive_scan (C++17)

 

定义于头文件 <numeric>
template< class T > constexpr T div_sat( T x, T y ) noexcept;		(C++26 起)

计算饱和除法 x / y。如果 T 是有符号整数类型，x 是 T 的最小值（最负值），并且 y == -1，则返回 T 的最大值；否则，返回 x / y。

y 不得为 ​0​，否则行为未定义。如果发生未定义行为，则函数调用不是核心常量表达式。

此重载仅在 T 是整数类型时参与重载决议，即：signed char、short、int、long、long long、扩展有符号整数类型，或这些类型的无符号版本。特别地，T 不得是（可能带有 cv 限定符的）bool、char、wchar_t、char8_t、char16_t 和 char32_t，因为这些类型不适用于算术运算。

参数

x, y

-

整数值

返回值

饱和的 x / y。

注意

与整数的内置算术运算符不同，整型提升不适用于 x 和 y 参数。

如果传递两个不同类型的参数，则调用将编译失败，即关于模板参数推导的行为与 std::min 或 std::max 相同。

大多数现代硬件架构都高效支持 SIMD 向量上的饱和算术，包括 x86 上的 SSE2 和 ARM 上的 NEON。

特性测试宏	值	标准	特性
__cpp_lib_saturation_arithmetic	202311L	(C++26)	饱和算术

可能的实现

namespace detail { template<class T> concept standard_or_extended_integral = std::is_integral_v<T> && !std::is_same_v<std::remove_cv_t<T>, bool> && !std::is_same_v<std::remove_cv_t<T>, char> && !std::is_same_v<std::remove_cv_t<T>, char8_t> && !std::is_same_v<std::remove_cv_t<T>, char16_t> && !std::is_same_v<std::remove_cv_t<T>, char32_t> && !std::is_same_v<std::remove_cv_t<T>, wchar_t>; } // namespace detail   template<detail::standard_or_extended_integral T> constexpr T div_sat( T x, T y ) noexcept { if constexpr (std::is_signed_v<T>) if (x == std::numeric_limits<T>::min() && y == -1) return std::numeric_limits<T>::max(); return x / y; }

示例

可在 Compiler Explorer 上预览。

运行此代码

#include <climits>
#include <numeric>
 
static_assert
(""
    && (std::div_sat<int>(6, 3) == 2) // not saturated
    && (std::div_sat<int>(INT_MIN, -1) == INT_MAX) // saturated
    && (std::div_sat<unsigned>(6, 3) == 2) // not saturated
);
 
int main() {}

另请参阅

add_sat (C++26)	对两个整数进行饱和加法运算 (函数模板)
sub_sat (C++26)	对两个整数进行饱和减法运算 (函数模板)
mul_sat (C++26)	对两个整数进行饱和乘法运算 (函数模板)
saturate_cast (C++26)	返回一个整数值，该值被钳制在另一个整数类型的范围内 (函数模板)
clamp (C++17)	将值限制在边界值对之间 (函数模板)
in_range (C++20)	检查整数值是否在给定整数类型的范围内 (函数模板)
min [静态]	返回给定非浮点类型的最小有限值，或给定浮点类型的最小正规化值 (std::numeric_limits<T> 的公共静态成员函数)
max [静态]	返回给定类型的最大有限值 (std::numeric_limits<T> 的公共静态成员函数)

外部链接

1.	饱和算术的无分支实现 — Locklessinc.com, 2012
2.	C++ Weekly - Ep 459 - C++26 的饱和数学运算 — Youtube.com, 2024-12-16