Question

在C / C ++中是否有办法使用sizeof运算符计算某种数据类型可表示的2的最大功率？

例如，假设我有unsigned short int。其值可以介于0和65535之间。因此，unsigned short int可以包含的最大2的幂是32768。

我将此unsigned short int传递给一个函数，我（目前）和算法看起来像这样：

if (ushortParam > 32768) {
    ushortParam = 32768; // Bad hardcoded literals
}

但是，在将来，我可能想要更改变量类型以包含更大的2的幂。是否存在使用sizeof（）的类型无关公式，可以实现以下目的：

if (param > /*Some function...*/sizeof(param) )
{
    param = /*Some function...*/sizeof(param);
}

请注意，参数永远不需要浮点精度 - 仅限整数。

Answer 1

设置该参数大小的变量的最高位将为您提供2的最高功率。

1 << (8*sizeof(param)-1)

Answer 2

怎么样：

const T max_power_of_two = (std::numeric_limits<T>::max() >> 1) + 1;

Answer 3

要获得某个整数类型可表示的最高2的幂，您可以使用limits.h而不是sizeof运算符。例如：

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

int main() {

  int max   = INT_MAX;
  int hmax  = max>>1;
  int mpow2 = max ^ hmax;

  printf("The maximum representable integer is %d\n",max);
  printf("The maximum representable power of 2 is %d\n",mpow2);
  return 0;
}

这应始终有效，因为始终定义正整数的右移。引自标准C部分6.5.7.5（按位移位运算符）：

E1 的结果＆gt;＆gt; E2 是 E1 右移 E2 位位置。如果 E1 具有无符号类型或 E1 具有签名类型和非负数值，结果的值是商的整数部分 E1 除以数量，2增加到幂 E2 。

如果强制使用sizeof，您可以使用：

1 << (CHAR_BIT*sizeof(param)-1)

表示无符号整数类型，并且：

1 << (CHAR_BIT*sizeof(param)-2)

用于有符号整数类型。上面的行仅适用于整数类型没有填充位的情况。确保这些线路工作的标准C部分见6.2.6.2节。特别是：

对于 unsigned char 以外的无符号整数类型，其位数为对象表示应分为两组：值位和填充位（不需要任何后者）。如果有N. 值位，每个位应表示1之间的不同2的幂和2N-1，以便该类型的物体能够使用纯二进制表示0到2N - 1之间的值表示;这应该被称为价值表示。

保证第一种方法可以工作：

对于有符号整数类型，对象表示的位应为   分为三组：值位，填充位和符号   位。不需要任何填充位;应该只有一个   标志位。

...

有符号整数类型的有效（非陷阱）对象表示   符号位为零的地方是有效的对象表示   相应的无符号类型，并且应代表相同的值。

解释为什么第二行给出了正确答案。

Answer 4

接受的答案可能适用于Posix平台，但不是通用的C / C ++。它假设CHAR_BIT是8，没有指定类型，并假定该类型没有填充位。

以下是任何/所有无符号整数类型的更通用版本，并且不需要包括任何标头，依赖项等：

#define MAX_VAL(UNSIGNED_TYPE) ((UNSIGNED_TYPE) -1)

#define MAX_POW2(UNSIGNED_TYPE) (~(MAX_VAL(UNSIGNED_TYPE) >> 1))

#define MAX_POW2_VER2(UNSIGNED_TYPE) (MAX_VAL(UNSIGNED_TYPE) ^ (MAX_VAL(UNSIGNED_TYPE) >> 1))

#define MAX_POW2_VER3(UNSIGNED_TYPE) ((MAX_VAL(UNSIGNED_TYPE) >> 1) + 1)

标准，甚至C90，保证将-1转换为无符号类型总是产生类型可以表示的最大值。从那里，上面的所有按位运算符都已明确定义。

http://c0x.coding-guidelines.com/6.3.1.3.html

6.3.1.3有符号和无符号整数

682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，则它不会改变。

683 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

684否则，新类型已签名且值无法在其中表示;

685结果是实现定义的，或者引发实现定义的信号。

无符号类型的最大值比2的幂小1并且设置了所有值位。上面的表达式导致单独设置最高位，这是该类型可以表示的最大2的幂。

http://c0x.coding-guidelines.com/6.2.6.2.html


6.2.6.2整数类型

593对于unsigned char以外的无符号整数类型，对象表示的位应分为两组：值位和填充位（不需要任何后者）。

594如果有N个值位，则每个位应表示1和2 ^（N-1）之间的2的不同幂，因此该类型的对象应能够表示0到2 ^ N的值 - 1使用纯二进制表示;

595这将被称为价值表示。

596未指定任何填充位的值。

使用sizeof获得最大功率为2

4 个答案: