Question

我知道，C标准很好地定义(unsigned)-1必须产生2 ^ n-1，i。即一个无符号整数，其所有位都已设置。 (uint64_t)-1ll也是如此。但是，我在C11标准中找不到指定如何解释(uint64_t)-1的内容。

所以，问题是：C标准中是否有任何保证，以下哪项适用？

(uint64_t)-1 == (uint64_t)(unsigned)-1   //0x00000000ffffffff
(uint64_t)-1 == (uint64_t)(int64_t)-1    //0xffffffffffffffff

Answer 1

是。参见C11 6.3.1.3有符号和无符号整数：

1当整数类型的值转换为_Bool以外的另一个整数类型时，如果该值可以用新类型表示，则它将保持不变。

2否则，如果新类型是无符号的，则通过重复加或减一个可以在新类型中表示的最大值来转换该值，直到该值在新类型的范围内为止。 > 60）

3否则，新类型已签名且值无法在其中表示;结果是实现定义的，或者引发实现定义的信号。

^60）规则描述了数学值的算术，而不是给定表达式的值。

情况2适用，因此-1减少模0x10000000000000000以产生0xffffffffffffffff。

Answer 2

表达式1和-1的类型为int。转换为uint64_t时，加上或减去2 ⁿ直到该值在范围内的原则适用，因此结果总是2 ⁿ -1，在这种情况下，n = 64。因此，(uint64_t)-1总是2 ⁶⁴ -1 ..

表达式(int64_t)-1的计算结果为-1，因此相同的推理适用于表达式(uint64_t)(int64_t)-1，它也总是计算为2 ⁶⁴ -1。

另一方面，(unsigned)-1是类型unsigned int的正值，可能是2 ¹⁶ -1,2 ³² -1 ，2 ⁶⁴ -1或其他各种值，具体取决于编译平台。转换为uint64_t时，这些值可能不会产生2 ⁶⁴ -1。

Answer 3

我猜你是在写(uint64_t)-1而不是-1ULL，因为你不想对unsigned long long的大小做出假设？如果是这样，那很好。但是，有一个替代方案尚未被提及（并且实际上没有回答你的问题），但可以通过侧面提出问题来节省很多担心：

替代

一个好习惯是始终使用UINT64_C(x)代替(uint64_t)x。这是<stdint.h>中定义的宏，可根据需要自动附加U，UL或ULL。因此，UINT64_C(-1)会解析为-1U，-1UL或-1ULL，具体取决于您的目标。这保证始终正常工作。

类型转换的危险

请注意(uint64_t)x实际上甚至无法正常工作。例如，

(uint64_t)2147483648                // RISKY

在某些编译器上生成警告，因为值2147483648（2 ^ 31）太大而无法进入32位整数，并且以下内容甚至无法远程工作：

(uint64_t)1000000000000000000       // RISKY

但是，如果你改用UINT64_C()，那么一切都很好：

UINT64_C(2147483648)                // GOOD

UINT64_C(1000000000000000000)       // GOOD

UINT64_C(-1)                        // GOOD

注意：

_C后缀代表“常量”。
在<stdint.h>中，对于有符号和无符号值，还有8位，16位和32位版本。
对于-1的特殊情况，您也可以只写UINT64_MAX。

Answer 4

这是一个可以用几行代码回答的问题。

#include <stdio.h>

main()
{
    int          x;
    unsigned int y;

    x = -1;
    printf("\n0x%08x", x);

    y = (unsigned int) -1;
    printf("\n0x%08x", y);

}

在Eclipse / Microsoft C编译器上运行此代码会产生：

0xffffffff
0xffffffff

类似的程序可以显示uint64_t产生的内容。

最后，如果您了解计算机如何使用2的补数来添加数字，那么您将理解-1对于任意位数（8,32,64等）的单词总是对于每个字节的所有ff都是单词/双字等等。

（uint64_t）-1是否保证产生0xffffffffffffffff？

4 个答案:

替代

类型转换的危险