Question

所以我有这个代码：

uint32_t s1 = 0xFFFFFFFFU;
uint32_t s2 = 0xFFFFFFFFU;
uint32_t v;
...
v = s1 * s2; /* Only need the low 32 bits of the result */

在以下所有内容中，我假设编译器对s1或s2的范围没有任何先入之见，初始化程序仅用于上述示例。

如果我在一个整数大小为32位的编译器上编译它（例如编译x86时），没问题。编译器只会使用s1和s2作为uint32_t类型的值（无法进一步提升它们），而乘法只会给出结果，如注释所示（modulo {{在这种情况下，这是0x100000000。）

但是，如果我在具有64位整数大小的编译器（例如x86-64）上编译它，则可能会有从C标准中推断出的未定义行为。整数提升会看到UINT_MAX + 1可以提升为uint32_t（64位签名），然后乘法会尝试乘以两个int，如果它们碰巧有示例中显示的值将导致整数溢出，这是未定义的行为。

我对此是否正确，如果是这样，你会如何以理智的方式避免它？

我发现这个问题类似，但涵盖了C ++：What's the best C++ way to multiply unsigned integers modularly safely?。在这里，我想得到一个适用于C的答案（最好是C89兼容）。我不会考虑让一台糟糕的32位机器潜在地执行64位乘法，这是一个可接受的答案（通常在代码中，这会引起关注，32位性能可能更为关键，因为通常那些机器速度较慢）。

请注意，当使用具有32位int大小的编译器编译时，同样的问题可以应用于16位无符号整数;当使用具有16位int大小的编译器编译时，同样的问题可以应用于无符号字符（后者可能对于编译器而言是常见的8位CPU：C标准要求整数至少为16位，因此符合标准的编译器可能会受到影响。）

Answer 1

在至少为uint32_t且至少为unsigned int的无符号类型中实现乘法的最简单方法是使用类型为unsigned int的表达式。< / p>

v = 1U * s1 * s2;

这会将1U转换为uint32_t，或将s1和s2转换为unsigned int，具体取决于适合您特定平台的内容。

@Deduplicator评论说，uint32_t比unsigned int窄的某些编译器可能会警告分配中的隐式转换，并注意到通过使转换显式可能会抑制此类警告： / p>

v = (uint32_t) (1U * s1 * S2);

在我看来，它看起来有点不那么优雅了。

Answer 2

祝贺找到摩擦点。

一种可能的方式：

v = (uint32_t) (UINT_MAX<=0xffffffff
  ? s1 * s2
  : (unsigned)s1 * (unsigned)s2);

无论如何，看起来像<stdint.h>添加了一些typedef，保证不会小于int的类型; - ）。

32位无符号乘以64位导致未定义的行为？

2 个答案: