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c++ - 为什么`std::chrono::weekday`允许但不保留有效范围之外的值？

问题描述

根据C++ 标准的[time.cal.wd.overview]/1部分：

weekday代表民间历法中的一周中的一天。它通常保存范围0为 to的值6，对应于周日到周六，但它可能保存此范围之外的非负值。

同时算术运算执行模7算术强制范围内的结果[0, 6]，例如

weekday wd(7);
// wd.ok() == false - wd is invalid
++wd; // wd == weekday(1)
// wd.ok() == true  - wd silently becomes valid

为什么weekday会有这种特殊的行为，特别是为什么[0, 6]算术运算不允许但不保留的值？

标签： c++chronoc++20

解决方案

weekday(unsigned wd)构造函数承诺保存 [0, 255] 范围内的任何值。这样做的理由是：

  1. 它非常快。
  2. 它允许客户端将“未使用”值分配给客户端逻辑中有用的东西。

对于 (2) 的示例：

constexpr weekday not_a_weekday{255};
...
weekday wd = not_a_weekday;
in >> wd;
if (wd == not_a_weekday)
    throw "oops";

weekday算术强制范围回到 [0, 6] 因为如果您编写算法来执行模 7 算术，根本没有范围检查，这就是自然发生的事情。即这是最快的事情。

总而言之：性能是当前weekday规范的基本原理，结合sizeof尽可能小（这也有助于提高性能）。

然而，在尽可能多的性能下，剩下的任何行为（自然发生）都可能有利于标准化并让客户利用这些行为，而不是说它们是 Undefined Behavior TM。

事实上，规范尽可能地避免了 UB，而是选择了未指定的行为。例如weekday{300}可能不会存储您想要的值，但它不能重新格式化您的磁盘，并且不允许优化器假装代码不存在。

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