Question

注意：这个问题的目的是更好地理解Perl的按位运算符。我知道如何计算下面描述的数字 U 。

设$i为非负整数。我正在寻找一个简单的表达式E<$i> ¹，它将评估 unsigned int U ，其$i最低位均为1，其余位均为0。例如。 E<8>应为255.特别是，如果$i等于机器的字大小（ W ），E<$i>应该等于~0 ²

表达式(1 << $i) - 1和~(~0 << $i)都做正确的事情，除非$i等于 W ，在这种情况下它们都采用值{{ 1}}，而不是0。

我正在寻找一种不需要先计算 W 的方法。

编辑：好的，我想到了一个丑陋，沉闷的解决方案

~0

或

$i < 1 ? 0 : do { my $j = 1 << $i - 1; $j < $j << 1 ? ( $j << 1 ) - 1 : ~0 }

（当然也是不切实际的。）

^{¹我使用奇怪的符号$i < 1 ? 0 : ( 1 << ( $i - 1 ) ) < ( 1 << $i ) ? ( 1 << $i ) - 1 : ~0
作为“基于E<$i>的表达”的简写。}

^{²当$i严格更大 E<$i>应评估的内容时，我目前没有强烈偏好>比 W 。}

Answer 1

use Config qw( %Config );

$i >= $Config{uvsize}*8 ? ~0 : ~(~0 << $i)

从技术上讲，单词大小是查找的，而不是计算的。

Answer 2

在eval($Config{nv_overflows_integers_at}) >= 2**($Config{ptrsize*8})（不包括使用双精度浮点数和64位整数）的系统上，

2**$i - 1

在所有系统上，

( int(2**$i) - 1 )|0

当i int将NV转换为IV / UV，允许减法在NV的精度小于UV的大小的系统上工作。 |0在这种情况下无效。
当i≥W时，int没有效果，因此减法无效。因此|0溢出，在这种情况下Perl返回最大的整数。

我不知道|0行为有多可靠。它可能是特定于编译器的。不要使用它！

Answer 3

有趣的挑战！

use Devel::Peek qw[Dump];

for my $n (8, 16, 32, 64) {
  Dump(~(((1 << ($n - 1)) << 1) - 1) ^ ~0);
}

输出：

SV = IV(0x7ff60b835508) at 0x7ff60b835518
  REFCNT = 1
  FLAGS = (PADTMP,IOK,pIOK)
  IV = 255
SV = IV(0x7ff60b835508) at 0x7ff60b835518
  REFCNT = 1
  FLAGS = (PADTMP,IOK,pIOK)
  IV = 65535
SV = IV(0x7ff60b835508) at 0x7ff60b835518
  REFCNT = 1
  FLAGS = (PADTMP,IOK,pIOK)
  IV = 4294967295
SV = IV(0x7ff60b835508) at 0x7ff60b835518
  REFCNT = 1
  FLAGS = (PADTMP,IOK,pIOK,IsUV)
  UV = 18446744073709551615

Perl编译：

ivtype='long', ivsize=8, nvtype='double', nvsize=8

Answer 4

perlop中有关移位运算符的文档可以解答您的问题：use bigint;。

来自文档：

请注意，Perl中的<<和>>都是使用C中的<<和>>直接实现的。如果use integer（请参阅Integer Arithmetic ）生效然后签名使用C整数，否则使用无符号C整数。无论哪种方式，实现都不会产生大于Perl构造的整数类型（32位或64位）的大小的结果。

溢出整数范围的结果是未定义的，因为它在C中也是未定义的。换句话说，使用32位整数，1 << 32是未定义的。通过负位数移位也是不确定的。

如果您厌倦了受到平台原生整数的约束，那么use bigint pragma会完全回避这个问题：
print 20 << 20;  # 20971520
print 20 << 40;  # 5120 on 32-bit machines, 
                 # 21990232555520 on 64-bit machines
use bigint;
print 20 << 100; # 25353012004564588029934064107520

设置最低n位的表达式即使在n等于字大小

4 个答案: