Question

我正在编写一个将有符号整数空间映射到无符号整数空间的函数。但是我想在正数之前得到负数映射。

我想的方法是这样的假设我们有一个带符号的64位整数a。

将a投射到128位
将2 ⁶³添加到a
将其转换为无符号64位

然而，问题是，我正在使用的C实现没有128位整数。

有没有有效的方法呢？

Answer 1

无符号类型的算术是模2 ⁿ（也就是说，它包裹着）。

所以你需要做的就是：

将a投射到无符号的64位
将2 ⁶³添加到a

Answer 2

只需切换MSB位：
1.将a转换为无符号的64位
2. xor 2 ⁶³（或者你可以：加2 ⁶³）。

这意味着您需要更改（xor）一位（位63）样本输出：

a                    hex(a)              map(a)  
-9223372036854775808 0x8000000000000000 0x0000000000000000
-9223372036854775807 0x8000000000000001 0x0000000000000001
-9223372036854775806 0x8000000000000002 0x0000000000000002
-9223372036854775805 0x8000000000000003 0x0000000000000003
               -1000 0xfffffffffffffc18 0x7ffffffffffffc18
                 -10 0xfffffffffffffff6 0x7ffffffffffffff6
                  -1 0xffffffffffffffff 0x7fffffffffffffff
                   0 0x0000000000000000 0x8000000000000000
                   1 0x0000000000000001 0x8000000000000001
                  10 0x000000000000000a 0x800000000000000a
                 100 0x0000000000000064 0x8000000000000064
                1000 0x00000000000003e8 0x80000000000003e8
 9223372036854775805 0x7ffffffffffffffd 0xfffffffffffffffd
 9223372036854775806 0x7ffffffffffffffe 0xfffffffffffffffe
 9223372036854775807 0x7fffffffffffffff 0xffffffffffffffff

示例代码（使用添加// xor）：

#include <stdio.h> 
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>
uint64_t show(int64_t n){
    uint64_t u = (uint64_t)n;
    u += (uint64_t)1 << 63;  // u ^= (uint64_t)1 << 63;
    printf("%21"PRId64" %21"PRIu64" 0x%016"PRIx64"\n", n, u, u); 
    return u;
}
int main()
{ 
    show(-1000);
    show(-10);
    show(-1);
    show(0);
    show(1);
    show(10);
    show(100);
    show(1000); 
    return 0;
}

使用union测试示例代码来演示位xor （只是小端）：

#include <stdio.h> 
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h> 

typedef union {
    uint8_t b[8];
    int64_t i;
    uint64_t u;
}T64bit;

uint64_t show(int64_t n){
    T64bit t;
    t.i = n;
    t.b[7] ^= 0x80;   // t.b[7] += 0x80;
    printf("%21"PRId64" %21"PRIu64" 0x%016"PRIx64"\n", n, t.u, t.u); 
    return t.u;
}
int main()
{
    show(-1000);
    show(-10);
    show(-1);
    show(0);
    show(1);
    show(10);
    show(100);
    show(1000);
    return 0;
}

输出：

        -1000   9223372036854774808 0x7ffffffffffffc18
          -10   9223372036854775798 0x7ffffffffffffff6
           -1   9223372036854775807 0x7fffffffffffffff
            0   9223372036854775808 0x8000000000000000
            1   9223372036854775809 0x8000000000000001
           10   9223372036854775818 0x800000000000000a
          100   9223372036854775908 0x8000000000000064
         1000   9223372036854776808 0x80000000000003e8

如何将2 ^ 63添加到带符号的64位整数并将其转换为无符号的64位整数，而不使用中间的128位整数

2 个答案: