Question

例如：

unsigned int numA = 66; // or anything really
unsigned int numB = -numA;
unsigned int numC = numA & numB

我知道可以使用按位补码运算符来获得二进制补码（与+1一起使用）。

我问的原因是因为我在一些代码中偶然发现了国际象棋引擎。国际象棋引擎做了许多'hacky'事情来获得绝对速度，特别是在每秒数百万次的移动生成功能中。（它是魔术位板移动生成的一个例子 - 它们中最优化的一部分没有帮助）。这个国际象棋引擎代码特别只能在gcc编译下正常工作（我怀疑）。

不同的编译器如何处理这个问题？特别是，与VS Studio 2012 Express中的C ++编译器相比，gcc如何处理这个问题。

感谢。

Answer 1

标准的相关引用实际上是这样的：

（§5.3.1/ 8）一元运算符的操作数应具有算术或无范围的枚举类型，结果是其操作数的否定。对整数或枚举操作数执行整体提升。通过从2 ⁿ中减去其值来计算无符号数量的负数，其中n是提升的操作数中的位数。结果的类型是提升的操作数的类型。

（这是来自C ++ 11;在旧版本中曾经是5.3.1 / 7。）

因此-num将被评估为2 ^{CHAR_BIT * sizeof（num）} - num ^（‡）。结果将与操作数的类型相同（在整数提升之后），即它也将是无符号的。

我刚用GCC测试过，它似乎按照标准描述的方式执行操作。我假设这也是Visual C ++的情况;否则这是一个错误。

^（‡）此公式假设相关的位数对应于内存中变量的大小（以位为单位）。正如Keith Thompson在评论中指出的那样，如果存在填充比特（即，当并非所有比特都参与数值的表示时，这可能不是真的，这可能是根据§3.9.1/ 1）。在使用更多位来存储值而不是用于表示数值的系统上，公式将不准确。（不过，我个人并不是真的知道任何这样的系统。）

Answer 2

这是C ++标准在4.7.2节（整体转换）中所说的内容：

如果目标类型是无符号的，则结果值最小无符号整数与源整数一致（模2 ⁿ，其中n 是用于表示无符号类型的位数）。 [注意：在这是两个补码表示，这种转换是概念性的位模式没有变化（如果没有截断）。 - 后注]

希望这能回答你的问题。

Answer 3

你问过C和C ++。请记住，它们是两种不同的语言。在这种特殊情况下，它们对无符号类型的操作具有相同的规则，但它们的表达方式不同。

引用当前（2011）ISO C标准的latest draft，第6.2.5p9节：

涉及无符号操作数的计算永远不会溢出，因为结果无法由结果无符号整数表示 type是以大于最大值的数量减少的模数可以由结果类型表示的值。

一元“ - ”运算符的描述仅表示结果是“其（提升的）操作数的否定”;它假定读者已阅读6.2.5以找出无符号整数的“负”。

在任何一种语言中，结果为：

unsigned int numA = 66;
unsigned int numB = -numA;

将UINT_MAX - 66U + 1U存储在numB中。（U后缀并不是必需的，但我将它们包括在内以强调这是根据无符号值定义的。）

Answer 4

我被typeof（-Unsigned）咬了是无符号的。 VS2012编译器将此处理解为有趣的不可思议行为：

unsigned x = 0xFFFFFFFE; int y = -x / 2;

什么是“y”？

我原本期望x / 2 = 0x7FFFFFFF，然后 - （x / 2）= 0x80000001，即-2 ** 31-1。相反，编译器生成（-x）= 0x00000002，（ - x）/ 2 = 0x00000001。

我想对于边界值，它都是Deathstar 9000.叹气。

一元运算符“ - ”对C / C ++（以及不同的编译器）中的无符号数据类型做了什么？

4 个答案: