获取C中变量的最大值

时间:2012-10-06 17:23:02

标签: c

C中是否有一个函数返回这样的变量的最大值(我将在下面的示例中将函数命名为“maxvalue”)?

int a;
printf("%d", maxvalue(a)); // 32767
unsigned int b;
printf("%d", maxvalue(b)); // 65535

所以基本上,当变量签名为INT时,函数返回INT_MAX之类的值,当unsigned int时返回UINT_MAX等等。

7 个答案:

答案 0 :(得分:9)

这样的功能不是由C标准库定义的。您可以尝试定义计算它的宏:

#define MAX_VALUE(a) (((unsigned long long)1 << (sizeof(a) * CHAR_BIT)) - 1)

使用时,请注意将其分配给足够大的类型。例如:

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <limits.h>

#define IS_TYPE_SIGNED(a) ((a-1) < 0)
#define MAX_VALUE_UNSIGNED(a) (((unsigned long long)1 << \
        (sizeof(a) * CHAR_BIT)) - 1)
#define MAX_VALUE_SIGNED(a) (MAX_VALUE_UNSIGNED(a) >> 1)
#define MAX_VALUE(a) (IS_TYPE_SIGNED(a) ? \
        MAX_VALUE_SIGNED(a) : MAX_VALUE_UNSIGNED(a))

int main(void)
{
    unsigned int i = 0;
    signed int j = 0;

    printf("%llu\n", MAX_VALUE(i));
    printf("%llu\n", MAX_VALUE(j));
    return EXIT_SUCCESS;
}

打印出来:

4294967295
2147483647

答案 1 :(得分:7)

您可以使用C11 type-generic expression

轻松完成
#define maxvalue(type) _Generic(type, int: INT_MAX, \
                                      unsigned int: UINT_MAX)

这不是一个功能,但我认为它可以满足您的需求。这是一个简单的示例程序:

#include <stdio.h>
#include <limits.h>

#define maxvalue(type) _Generic(type, int: INT_MAX, \
                                      unsigned int: UINT_MAX)

int main(void)
{
    int i;
    unsigned int ui;

    printf("%u\n", maxvalue(i));
    printf("%u\n", maxvalue(ui));

    return 0;
}

及其输出:

$ clang -Wall -Werror -Wextra -pedantic -std=c11 example.c -o example
$ ./example 
2147483647
4294967295

我的答案比你的大,因为我的系统有32位整数。您似乎有一台16位计算机。

答案 2 :(得分:3)

以下是我的库中用于类型的宏,而不是变量:

/* min and max integer values.  T is a signed or unsigned integer type. */

/* Returns 1 if T is signed, else 0. */
#define INTTYPE_SIGNED(T) ((T)-1 < (T)0)

/*
 * Returns (T)(maximum value of a T).
 *
 * Pains are taken (perhaps unnecessarily) to avoid integer overflow
 * with signed types.
 */
#define INTTYPE_MAX(T)                      \
    (((T)1 << (CHAR_BIT*sizeof(T)-INTTYPE_SIGNED(T)-1)) - 1 +   \
     ((T)1 << (CHAR_BIT*sizeof(T)-INTTYPE_SIGNED(T)-1)))

/*
 * Returns (T)(minimum value of a T).

 * Pains are taken (perhaps unnecessarily) to avoid integer overflow
 * with signed types.
 * assert: twos complement architecture
 */
#define INTTYPE_MIN(T) ((T)(-INTTYPE_MAX(T)-1))

编辑: 使这些适应问题:

/* min and max integer values.  V is a signed or unsigned integer value. */

/* Returns 1 if V has signed type, else 0. */
#define INT_VALUE_SIGNED(V) ((V)-(V)-1 < 0)

/*
 * Returns maximum value for V's type.
 *
 * Pains are taken (perhaps unnecessarily) to avoid integer overflow
 * with signed types.
 */
#define INT_VALUE_MAX(V)                        \
    (((V)-(V)+1 << (CHAR_BIT*sizeof(V)-INT_VALUE_SIGNED(V)-1)) - 1 +    \
     ((V)-(V)+1 << (CHAR_BIT*sizeof(V)-INT_VALUE_SIGNED(V)-1)))

/*
 * Returns minimum value for V's type.

 * Pains are taken (perhaps unnecessarily) to avoid integer overflow
 * with signed types.
 * assert: twos complement architecture
 */
#define INT_VALUE_MIN(V) (-INT_VALUE_MAX(V)-1)

事后考虑:如果V是一个变量,或者一个包含变量的表达式,它们会调用UB,而这些变量没有被赋值......这就是问题中的情况。它们很可能适用于许多实现,但C标准并不能保证它,并且它们肯定会在使用陷阱值初始化未初始化变量的实现上失败。

答案 3 :(得分:1)

可以使用ANSI C 89轻松完成:

    #include<stdio.h>
    #include<limits.h>

int main(void) {

printf("Max value of char: %d\n", CHAR_MAX);
printf("Min value of char: %d\n", CHAR_MIN);

printf("Max value of short: %d\n", SHRT_MAX);
printf("Min value of short: %d\n", SHRT_MIN);

printf("Max value of int: %d\n", INT_MAX);
printf("Min value of int: %d\n", INT_MIN);

printf("\n\n");
return 0;
}

请注意,您可以包含float.h,然后使用:

printf("Max value of Double: %d\n", DBL_MAX);

虽然不太值得推荐。

祝你好运, 罗恩

答案 4 :(得分:0)

不,标准C实现中不存在这样的功能。

答案 5 :(得分:0)

您无法创建执行此操作的函数,但您可以创建一些执行此操作的宏。

如果你有C11,你可以使用_Generic

#define maxvalue(x) \
  _Generic(x, \
      char: 127, short: 32767, int: INT_MAX, \
      unsigned char: 255, unsigned short: 65535, unsigned int: UINT_MAX)

如果你需要C89,你可以这样做,如果你可以区分签名/未签名:

#define maxvalue_unsigned(x) ((1<<(8*sizeof(x)))-1)
#define maxvalue_signed(x) ((1<<((8*sizeof(x)-1)))-1)

如果您愿意需要typename(或使用GCC特定的typename),您可以使用字符串:

#define maxvalue_type(x) maxvalue_helper(#x "----------")
unsigned long long maxvalue_helper(const char *s) {
  switch(*s){
  char 'c': /* char */ return 127;
  char 's': /* short */ return 32767;
  char 'i': /* int */ return INT_MAX;
  /* ... */
  case 'u': /* unsigned */
    switch(9[s]) {
    case 'c': /* unsigned char */ return 255;
    char 's': /* unsigned short */ return 65535;
    char 'i': /* unsigned int */ return UINT_MAX;
    /* ... */

答案 6 :(得分:0)

看起来我已经能够提出一个相对容易使用的宏SIGNED_VAR(VAR)来测试给定的整数变量是否通过修改,比较和恢复变量的值来签名(所有这些都是仅适用于小于int的类型,同时避免未定义的行为,特别是与签名溢出和序列点相关的类型。或者看起来如此。至少,gcc(使用-Wall调用)并没有抱怨我在&&||运算符之间做了一些疯狂的事情,尽管它不喜欢周围的同类事情。三元?:运算符。

这个宏的优点是它应该与C89和C99编译器一起使用(1LL可以替换为1Llong long可以替换为long (当然,如果你的C89编译器没有来自C99的扩展"%ll"类型,那么"%l"long long)并且它也正确支持小于int的类型({ {1}}和char)。

一旦我们知道变量是否已签名,构造最小值和最大值是微不足道的,许多人已经说明了如何做到这一点。宏shortVAR_MAX()构造这些值并将它们作为最长的C99整数类型VAR_MIN()返回。我选择返回签名类型,以避免在将无符号值转换为signed时出现潜在的溢出/ UB问题。由于返回的类型long long不能直接将long longunsigned long long)的最大值表示为有符号值,如果需要返回该值,则返回-1,之后返回转化为ULLONG_MAX会产生unsigned long long。你需要在这里小心一点。

这是丑陋的。希望,我没有错过任何一个错误。

哦,当然,预计在签名类型中支持2的补码值的整个非对称范围(例如min = -128,max = + 127)。

编辑:我忘了提及ULLONG_MAX期望变量初始化。否则,读取它可能会导致未定义的行为。

SIGNED_VAR()

输出(ideone):

// file: IntVarMinMax.c
// compile: gcc -Wall -std=c99 -O2 IntVarMinMax.c -o IntVarMinMax.exe
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <limits.h>

int SignTestTestVal;
unsigned char SignTestOriginalXchar;
unsigned short SignTestOriginalXshort;

signed char SignTestRestoreOriginalXchar(void)
{
  if (SignTestOriginalXchar < SCHAR_MAX + 1u)
    return (signed char)SignTestOriginalXchar;
  return (signed char)(SignTestOriginalXchar - SCHAR_MAX - 1) - SCHAR_MAX - 1;
}

short SignTestRestoreOriginalXshort(void)
{
  if (SignTestOriginalXshort < SHRT_MAX + 1u)
    return (short)SignTestOriginalXshort;
  return (short)(SignTestOriginalXshort - SHRT_MAX - 1) - SHRT_MAX - 1;
}

#define IFELSE(E1,E2,E3) (((E1) && (E2)) || (!(E1) && (E3)))
#define SEQ(E1,E2) (((E1) && (E2)) || (E2))

#define SIGNED_VAR(VAR)                                     \
(                                                           \
  IFELSE                                                    \
  (                                                         \
    sizeof(VAR) >= sizeof(int),                             \
    ((VAR) - (VAR) - 1 < 0),                                \
    IFELSE                                                  \
    (                                                       \
      sizeof(VAR) == sizeof(short),                         \
      SEQ(SignTestOriginalXshort = (VAR),                   \
          SEQ(SignTestTestVal = (VAR) = -1,                 \
              SEQ((VAR) = SignTestRestoreOriginalXshort(),  \
                  SignTestTestVal < 0))),                   \
      IFELSE                                                \
      (                                                     \
        sizeof(VAR) == sizeof(char),                        \
        SEQ(SignTestOriginalXchar = (VAR),                  \
            SEQ(SignTestTestVal = (VAR) = -1,               \
                SEQ((VAR) = SignTestRestoreOriginalXchar(), \
                    SignTestTestVal < 0))),                 \
        (fprintf(stderr, "unsupported type!"), exit(-1), 0) \
      )                                                     \
    )                                                       \
  )                                                         \
)

#define VAR_MAX(SIGNED,VAR)                                     \
(                                                               \
  SIGNED ?                                                      \
    ((1ll << (sizeof(VAR) * CHAR_BIT - 2)) - 1 +                \
     (1ll << (sizeof(VAR) * CHAR_BIT - 2))) :                   \
    (                                                           \
      (sizeof(VAR) < sizeof(long long)) ?                       \
        ((1ll << (sizeof(VAR) * CHAR_BIT - 1)) - 1 +            \
         (1ll << (sizeof(VAR) * CHAR_BIT - 1))) :               \
        (                                                       \
          (sizeof(VAR) == sizeof(long long)) ?                  \
            -1ll :                                              \
            (fprintf(stderr, "unsupported type!"), exit(-1), 0) \
        )                                                       \
    )                                                           \
)

#define VAR_MIN(SIGNED,VAR)                          \
(                                                    \
  SIGNED ?                                           \
    (-((1ll << (sizeof(VAR) * CHAR_BIT - 2)) - 1 +   \
       (1ll << (sizeof(VAR) * CHAR_BIT - 2))) - 1) : \
    0                                                \
)

int main(void)
{
  signed char sc = 1; char c = 2; unsigned char uc = 3;
  short ss = 4; unsigned short us = 5;
  int si = 6; unsigned int ui = 7;
  long sl = 8; unsigned long ul = 9;
  long long sll = 10; unsigned long long ull = 11;

#define PRINT_VARS()                             \
  printf("sc=%hhd, c=%hhu, uc=%hhu, "            \
         "ss=%hd, us=%hu, si=%d, ui=%u, "        \
         "sl=%ld, ul=%lu, sll=%lld, ull=%llu\n", \
         sc, c, uc,                              \
         ss, us, si, ui,                         \
         sl, ul, sll, ull)

#define TEST_VAR(VAR)                                       \
  {                                                         \
    int varIsSigned = SIGNED_VAR(VAR);                      \
    if (varIsSigned)                                        \
      printf("%lld <= " #VAR " <= %lld\n",                  \
             VAR_MIN(varIsSigned,VAR),                      \
             VAR_MAX(varIsSigned,VAR));                     \
    else                                                    \
      printf("%lld <= " #VAR " <= %llu\n",                  \
             VAR_MIN(varIsSigned,VAR),                      \
             (unsigned long long)VAR_MAX(varIsSigned,VAR)); \
  }

  PRINT_VARS();

  TEST_VAR(sc);
  TEST_VAR(c);
  TEST_VAR(uc);
  TEST_VAR(ss);
  TEST_VAR(us);
  TEST_VAR(si);
  TEST_VAR(ui);
  TEST_VAR(sl);
  TEST_VAR(ul);
  TEST_VAR(sll);
  TEST_VAR(ull);

  PRINT_VARS();

  return 0;
}