C语言中#include ＜limits.h＞标准库概述

#include <limits.h>在C程序中的作用：

1.📚 limits.h 标准库概述：

limits.h是C语言的标准库头文件，主要定义了各种整数类型的大小限制。

2.🔍 主要常量定义：

Ⅰ. 整数类型范围常量：

// 在limits.h中定义的主要常量
CHAR_BIT    // char类型的位数（通常为8）
CHAR_MAX    // char类型的最大值
CHAR_MIN    // char类型的最小值

INT_MAX     // int类型的最大值
INT_MIN     // int类型的最小值

LONG_MAX    // long类型的最大值  
LONG_MIN    // long类型的最小值

SHRT_MAX    // short类型的最大值
SHRT_MIN    // short类型的最小值

UINT_MAX    // unsigned int类型的最大值
ULONG_MAX   // unsigned long类型的最大值
USHRT_MAX   // unsigned short类型的最大值

Ⅱ. 典型数值范围：

在大多数系统中：

INT_MAX    = 2,147,483,647    // 2³¹ - 1
INT_MIN    = -2,147,483,648   // -2³¹
UINT_MAX   = 4,294,967,295    // 2³² - 1

3. 🎯 在图算法中的具体应用：

Ⅰ. 表示无穷大距离：

// 使用INT_MAX表示不可达的边
#define INF INT_MAX
graph->adjacencyMatrix[i][j] = (i == j) ? 0 : INF;

 Ⅱ. 在我们的优化版本中被替换：

// 修改后使用自定义大数
#define INF 1000000  // 代替INT_MAX，避免溢出风险

4. ⚠️ 使用 INT_MAX 的风险：

Ⅰ. 溢出问题：

// 危险的操作
if (dist[i][k] + dist[k][j] < dist[i][j])  // 可能溢出！
    dist[i][j] = dist[i][k] + dist[k][j];

 Ⅱ. 安全替代方案：

// 安全的比较方式
if (dist[i][k] < INF && dist[k][j] < INF && 
    dist[i][j] > dist[i][k] + dist[k][j]) {
    dist[i][j] = dist[i][k] + dist[k][j];
}

5. 🔄 程序优化中的改进：

a.原方案（使用limits.h）：

#include <limits.h>
#define INF INT_MAX
// 风险：运算可能溢出导致错误结果

b.优化方案（自定义INF）：

// 移除limits.h依赖
#define INF 1000000
// 优点：避免溢出，控制范围

6.📊 为什么选择自定义 INF：

考虑因素	INT_MAX	自定义大数
溢出风险	高风险	可控风险
运算安全	需要额外检查	直接运算
程序依赖	需要limits.h	自包含
适用范围	通用	针对具体问题优化

7.💡 实际编程建议：

Ⅰ. 选择INF值的依据：

// 根据问题规模选择
#define INF (MAX_DISTANCE * MAX_VERTICES + 1)

// 在我们的校园跑程序中
#define INF 1000000  // 1公里足够覆盖校园内任意两点距离

Ⅱ. 完整的边界检查：

// 在关键运算前进行检查
int safeAddition(int a, int b) {
    if (a > INT_MAX - b) {
        return INF;  // 避免溢出
    }
    return a + b;
}

8.🎓 总结：

limits.h 在原始程序中的作用是：

• ✅ 提供 `INT_MAX` 来表示无穷大距离
• ✅ 确保类型安全的边界值

但在优化版本中，我们选择：

• ✅ 使用自定义的 `INF` 值避免溢出
• ✅ 减少对外部库的依赖
• ✅ 提高代码的可控性和可读性

这种优化体现了根据具体问题选择合适工具的编程思想！