std::clamp

定义于头文件 `<algorithm>`
template<class T> constexpr const T& clamp( const T& v, const T& lo, const T& hi );	(1)	(C++17 起)
template<class T, class Compare> constexpr const T& clamp( const T& v, const T& lo, const T& hi, Compare comp );	(2)	(C++17 起)

1) 若 v 小于 lo ，则返回 lo ；若 v 大于 hi ，则返回 hi ；否则返回 v 。使用 operator< 比较值。

2) 同 (1) ，不过使用 comp 比较值。

若 lo 的值大于 hi 则行为未定义。

参数

v	-	要夹住的值
lo,hi	-	夹 `v` 的边界
comp	-	比较函数对象（即满足比较 (Compare) 要求的对象），若 `lo` 小于 `v` 且 `v` 小于 `hi`，则返回 true 。比较函数的签名应等价于如下： bool cmp(const Type1 &a, const Type2 &b); 虽然签名不必有 const & ，函数也不能修改传递给它的对象，而且必须接受（可为 const 的）类型 `Type1` 与 `Type2` 的值，无关乎值类别（从而不允许 Type1 & ，亦不允许 Type1 ，除非 `Type1` 的移动等价于复制 (C++11 起)）。类型 Type1 与 Type2 必须使得 T 类型的对象能隐式转换到这两个类型。
类型要求
- 为使用重载 (1) ， `T` 必须满足可小于比较 (LessThanComparable) 的要求。然而若避免了 `NaN` ，则 `T` 能为浮点类型。

返回值

若 v 小于 lo 到则为 lo 的引用，若 hi 小于 v 则为到 hi 的引用，否则为到 v 的引用。

复杂度

1) 至多二次比较

可能的实现

版本一

template<class T>
constexpr const T& clamp( const T& v, const T& lo, const T& hi )
{
    assert( !(hi < lo) );
    return v < lo ? lo : hi < v ? hi : v;
}

版本二

template<class T, class Compare>
constexpr const T& clamp( const T& v, const T& lo, const T& hi, Compare comp )
{
    assert( !comp(hi, lo) );
    return comp(v, lo) ? lo : comp(hi, v) ? hi : v;
}

注意

若参数之一是临时量，而该参数被返回，则以引用捕获 std::clamp 的结果会产生一个悬垂引用：

int n = -1;
const int& r = std::clamp(n, 0, 255);
// r 悬垂

若 v 与边界之一比较相等，则返回到 v 的引用，而非到边界者。

示例

运行此代码

#include <cstdint>
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <random>
 
int main()
{
    std::mt19937 g(std::random_device{}());
    std::uniform_int_distribution<> d(-300, 300);
    std::cout << " raw   clamped to int8_t   clamped to uint8_t\n";
    for(int n = 0; n < 5; ++n) {
        int v = d(g);
        std::cout << std::setw(4) << v
                  << std::setw(20) << std::clamp(v, INT8_MIN, INT8_MAX)
                  << std::setw(21) << std::clamp(v, 0, UINT8_MAX) << '\n';
    }
}

可能的输出：

.raw   clamped to int8_t   clamped to uint8_t
 168                 127                  168
 128                 127                  128
-137                -128                    0
  40                  40                   40
 -66                 -66                    0

参阅

min	返回各给定值中的较小者 (函数模板)
max	返回各给定值中的较大者 (函数模板)

语言
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