c - C 或 D 的具有浮点语义的整数类型

Question

我正在寻找 C 或 D 的现有实现，或者在实现有符号和/或无符号整数类型方面的建议浮点语义。

也就是说，一个整数类型在进行算术运算时表现得像浮点类型:溢出产生无穷大(-无穷大对于有符号下溢)而不是回绕或具有未定义的行为，未定义的操作会产生 NaN 等。

从本质上讲，这是一个 float 的版本，其中可呈现数字的分布均匀地落在数字线上，而不是集中在 0 附近。

此外，所有的操作都应该是确定性的；任何给定的二进制补码 32 位架构都应该为相同的计算产生完全相同的结果，而不管其实现如何(而浮点可能并且经常会产生略有不同的结果)。

最后，性能是一个问题，这让我担心潜在的“bignum”(任意精度)解决方案。

另请参阅:定点和饱和算法。

Answer 1

我不知道这方面的任何现有实现。

但我想实现它会是一个问题(在 D 中):

enum CheckedIntState : ubyte
{
    ok,
    overflow,
    underflow,
    nan,
}

struct CheckedInt(T)
    if (isIntegral!T)
{
    private T _value;
    private CheckedIntState _state;

    // Constructors, getters, conversion helper methods, etc.

    // And a bunch of operator overloads that check the
    // result on every operation and yield a CheckedInt!T
    // with an appropriate state.

    // You'll also want to overload opEquals and opCmp and
    // make them check the state of the operands so that
    // NaNs compare equal and so on.
}