Question

我对this question的回答是这个功能：

inline bool divisible15(unsigned int x) 
{
    //286331153 = (2^32 - 1) / 15
    //4008636143 = (2^32) - 286331153
    return x * 4008636143 <= 286331153;
}

使用VS2008编译器完全可以在我的机器上运行，但是here它根本不起作用。

有没有人有想法，为什么我在不同的编译器上得到不同的结果？ unsigned溢出不是未定义的行为。

重要说明：经过一些测试后，确认它比将除法的剩余部分提高15更快。（但不是在所有编译器上）

Answer 1

这不是未定义的行为，它只是C89和C99之间C语言标准的重大变化。

在C89中，不适合int或long int但适合unsigned int但不适合long int的整数常量（如4008636143）是无符号的，但在C99中，它们是{{{ 1}}或long long int（取决于哪一个是可以保存该值的最小值）。结果，所有表达式都使用64位进行评估，这导致错误答案。

Visual Studio是C89编译器，因此导致C89行为，但Ideone链接正在C99模式下编译。

如果使用-Wall使用GCC进行编译，则会更加明显：

test.c: In function ‘divisible15’:
test.c:8:3: warning: this decimal constant is unsigned only in ISO C90

来自C89§3.1.3.2：

整数常量的类型是对应的第一个可以表示其值的列表。未加十进制的：int， long int，unsigned long int; unsuffixed octal或hexadecimal：int， unsigned int，long int，unsigned long int; [...]

C99§6.4.4.1/ 5-6：

5）整数常量的类型是其值可以在其中的第一个相应列表代表。
Suffix | Decimal Constant | Octal or Hexadecimal Constant
-------+------------------+------------------------------
none   | int              | int
       | long int         | unsigned int
       | long long int    | long int
       |                  | unsigned long int
       |                  | long long int
       |                  | unsigned long long int
-------+------------------+------------------------------
[...]
6）如果整数常量不能由其列表中的任何类型表示，则它可能具有扩展整数类型，如果扩展整数类型可以表示其值。如果所有的常量列表中的类型是有符号的，扩展的整数类型应该是有符号的。 [...]

为了完整性，当整数常量太大而不适合long int时，C ++ 03实际上确实有未定义的行为。从C ++03§2.13.1/ 2：

整数文字的类型取决于其形式，值和后缀。如果它是十进制的并且没有后缀，则它具有可以表示其值的第一种类型：int，long int;如果值无法表示作为long int，行为未定义。如果它是八进制或十六进制并且没有后缀，则它具有第一种可以表示其值的类型：int，unsigned int，long int，unsigned long int。 [...]

C ++ 11的行为与C99相同，参见C ++11§2.14.2/ 3.

为了确保编译为C89，C99，C ++ 03和C ++ 11时代码的行为一致，简单的解决方法是使常量4008636143无符号，后缀为u为{ {1}}。

Answer 2

由于您使用int常量，编译器可以“使用”未定义的溢出来快捷代码。如果你用U修改如下，它“工作”。

inline bool divisible15(unsigned int x) 
{
    //286331153 = (2^32 - 1) / 15
    //4008636143 = (2^32) - 286331153
    return x * 4008636143u <= 286331153u;
}

测试：

#include <iostream>


inline bool divisible15a(unsigned int x) 
{
    //286331153 = (2^32 - 1) / 15
    //4008636143 = (2^32) - 286331153
//    return x * 4008636143 <= 286331153;
    return x * 4008636143u <= 286331153;
}

inline bool divisible15b(unsigned int x) 
{
    //286331153 = (2^32 - 1) / 15
    //4008636143 = (2^32) - 286331153
//    return x * 4008636143 <= 286331153;
    return x * 4008636143 <= 286331153;
}


int main()
{
    for(unsigned int i = 0; i < 100; i++)
    {
    if (divisible15a(i))
    {
        std::cout << "a:" << i << std::endl;
    }
    if (divisible15b(i))
    {
        std::cout << "b:" << i << std::endl;
    }
    }
}

输出：

a:0
b:0
a:15
a:30
a:45
a:60
a:75
a:90

代码：

_Z12divisible15aj:
.LFB1192:
    pushq   %rbp
    movq    %rsp, %rbp
    movl    %edi, -4(%rbp)
    movl    -4(%rbp), %eax
    imull   $-286331153, %eax, %eax
    cmpl    $286331153, %eax
    setbe   %al
    popq    %rbp
    ret

_Z12divisible15bj:
.LFB1193:
    pushq   %rbp
    movq    %rsp, %rbp
    movl    %edi, -4(%rbp)
    movl    -4(%rbp), %edx
    movl    $4008636143, %eax
    imulq   %rdx, %rax
    cmpq    $286331153, %rax
    setle   %al
    popq    %rbp
    ret

所以，是的，我同意Carl / Adam的分析，它不适合32位int，因此提升为long或long long。

为什么这是一个未定义的行为？

2 个答案: