[原]C++新標准之std::ratio

原  總結  ratio 

• 概覽
• 類定義
• 預定義ratio
• 應用
• 示例代碼
• 參考資料

概覽

std::ratio定義在<ratio>文件中，提供了編譯期的比例計算功能。為std::chrono::duration提供基礎服務。

類定義

std::ratio是一個模板類，關鍵代碼摘錄如下（格式有調整）：

1. template<intmax_t _Nx, intmax_t _Dx = 1> 

   ---

2. struct ratio 

   ---

3. { 

   ---

4. static_assert(_Dx != 0, "zero denominator"); 

   ---

5. static_assert(-INTMAX_MAX <= _Nx, "numerator too negative"); 

   ---

6. static_assert(-INTMAX_MAX <= _Dx, "denominator too negative"); 

   ---

7.  

   ---

8. static constexpr intmax_t num = _Sign_of<_Nx>::value 

   ---

9. * _Sign_of<_Dx>::value * _Abs<_Nx>::value / _Gcd<_Nx, _Dx>::value; 

   ---

10.  

    ---

11. static constexpr intmax_t den = _Abs<_Dx>::value / _Gcd<_Nx, _Dx>::value; 

    ---

12.  

    ---

13. typedef ratio<num, den> type; 

    ---

14. }; 

    ---

第一個參數_Nx代表了分子，第二個參數 _Dx代表了分母。
num是計算后的分子，den是計算后的分母。在duration轉換的時候會用到這兩個值。

注：這里的計算是指約分，可以看到傳入的分子和分母都除以了最大公約數。

num是numerator的縮寫，表示分子。
den是denominator的縮寫，表示分母。

預定義ratio

為了方便代碼的書寫，標准庫提供了如下定義：

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

應用

如果想表示1/5，那么可以這樣寫std::ratio<1, 5>。
回想我們在學習std::chrono::duration中遇到到的milli的定義：
typedef ratio<1, 1000> milli;，表示一千分之一，因為約定了基本計算單位是秒，所以milli表示一千分之一秒。

示例代碼

1. #include <iostream> 

   ---

2. #include <chrono> 

   ---

3.  

   ---

4. typedef std::chrono::duration<float, std::ratio<3, 1> > three_seconds; 

   ---

5. typedef std::chrono::duration<float, std::ratio<1, 10> > one_tenth_seconds; 

   ---

6.  

   ---

7. int main() 

   ---

8. { 

   ---

9. three_seconds s = std::chrono::duration_cast<three_seconds>(one_tenth_seconds(3)); 

   ---

10. std::cout << "3 [1/10 seconds] equal to " << s.count() << " [3 seconds]\n"; 

    ---

11. std::cin.get(); 

    ---

12. } 

    ---

參考資料

• vs源碼
• cppreference