Question

我有以下代码，将结果保存为32位有符号整数和64位有符号整数。

当我用2147483647（有符号32位整数的最大允许值）减去0时，使用32位有符号整数会导致问题，所以正确的方法应该是使用64位有符号整数，我应该将无符号32位强制转换为带符号64咬得到想要的答案。这是正确的方法吗？

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdint.h>

int main(void)
{
    int32_t fig32;
    int64_t fig64;
    uint32_t peak_seq = 2480694779;
    uint32_t pkt_seq = 2480694780;
    uint32_t zero_seq = 0;

    fig32 = peak_seq - pkt_seq;
    fig64 = peak_seq - pkt_seq;

    printf("\n 32 ans : %d, 64 ans is %ld\n", fig32, fig64);

    fig32 = zero_seq - pkt_seq;
    fig64 = zero_seq - pkt_seq;

    printf("\n 32 ans : %d, 64 ans is %ld\n", fig32, fig64);

    fig64 = (int64_t)peak_seq - (int64_t)pkt_seq;
    printf("\n fix for (peak - pkt) 64 ans is %ld\n", fig64);

    fig64 = (int64_t)zero_seq - (int64_t)pkt_seq;
    printf("\n fix for (zero - pkt) 64 ans is %ld\n", fig64);
}

当我运行此程序时，我得到以下输出

 32 ans : -1, 64 ans is 4294967295

 32 ans : 1814272516, 64 ans is 1814272516

 fix for (peak - pkt) 64 ans is -1

 fix for (zero - pkt) 64 ans is -2480694780

在第一行中为什么64位的答案是4294967295而不是 -1？
将所有无符号32位整数强制转换为64位符号解决这个问题的唯一方法是什么？

Answer 1

首先，在任何C表达式x = y + z;中，用于计算y + z的类型与x的类型无关。任何计算中使用的类型取决于特定运算符的操作数类型。

在您的情况下，用于计算peak_seq - pkt_seq的类型与您在何处存储结果无关。由于两个操作数都是uint32_t类型（并且因为int在任何机器上可能不大于32位），因此操作在uint32_t类型上执行。结果是uint32_t类型。

由于操作的两个操作数都是无符号类型，因此它会下溢到4294967295.因此，此代码中peak_seq - pkt_seq的结果始终为(uint32_t)4294967295，或者如果您将为0xFFFFFFFF。

在第一行中为什么64位的答案是4294967295而不是-1？

当您尝试将此结果存储到int32_t时，它会根据实现定义的行为进行转换，在这种情况下，您将获得0xFFFFFFFF的二进制补码版本-1。

但是当你尝试在int64_t中恢复结果时，它很合适并且值不会改变。

将所有无符号32位整数强制转换为64位有符号解决此问题的唯一方法吗？

如果您需要签名号码，请使用签名号码。您发现代码结果奇怪的唯一原因是，如果您错误地认为两个无符号操作数将为您提供签名结果。

作为旁注，在打印int32_t时，您应使用printf("%" PRId, fig32)并使用int64_t使用PRId64（inttypes.h）。

Answer 2

因为C规范要求对于unsigned int，溢出使用模数2 ⁿ（其中n是int类型的大小）。因此，peak_seq - pkt_seq会给出一个带有正值 FFFFFFFF或4294967295的无符号整数。当您将其影响到int64_t或uint64_t变量时，通常会4294967295。当你影响if一个有符号的int变量时，结果是依赖于实现的，但对于常见的实现（补充到2），它给出-1 =＆gt; fig32 = -1，很好。

你有2种方法可以获得-1。一个是依赖于实现的，而另一个是完美定义的。

完美定义：您必须将您的值转换为能够代表它们的签名类型，此处int64_t是您的最佳选择
依赖于实现：影响2 uint32_t与签名int32_t之间的差异，它将对当前实现起作用，然后才将其转换为int64_t。第一个操作应该给-1（作为int32_t），它将被正确地转换为-1 int64_t

C：如何将2 32位无符号整数的结果保存为有符号整数

2 个答案: