Question

我在无符号整数（uint32_t）中有许多位数（位数可以更改）。例如（示例中为12位）：

uint32_t a = 0xF9C;

这些位表示该长度的有符号整数。在这种情况下，十进制数应为-100。我想将变量存储在带符号的变量中，并且获取的是实际值。如果我只是使用：

int32_t b = (int32_t)a;

它只是值3996，因为它被强制转换为（0x00000F9C），但实际上必须为（0xFFFFFF9C）

我知道一种方法：

union test
{
    signed temp :12;
}; 
union test x;
x.temp = a;
int32_t result = (int32_t) x.temp;

现在我得到正确的值-100

但是有更好的方法吗？我的解决方案不是很灵活，因为我提到位数可以变化（1-64位之间的任意值）。

Answer 1

但是有更好的方法吗？

嗯，取决于您所说的“更好”是什么意思。下面的示例显示了一种更灵活的方法，因为位字段的大小不固定。如果您的用例需要不同的位大小，则可以考虑采用“更好”的方式。

unsigned sign_extend(unsigned x, unsigned num_bits)
{
    unsigned f = ~((1 << (num_bits-1)) - 1);
    if (x & f)  x = x | f;
    return x;
}


int main(void)
{
    int x = sign_extend(0xf9c, 12);
    printf("%d\n", x);

    int y = sign_extend(0x79c, 12);
    printf("%d\n", y);
}

输出：

-100
1948

Answer 2

无分支签名的扩展位域的方法（Henry S. Warren Jr.，CACM v20 n6 1977年6月）是这样的：

View

@model WebApplication2.Models.UploadFiles

@{
    ViewBag.Title = "Paygroup Edit";
    Layout = "~/Views/Shared/_Layout.cshtml";
}

<h2>Update Paygroup</h2>

@using (Html.BeginForm("Edit", "UpdateFiles", FormMethod.Post, new { enctype = "multipart/form-data" }))
{
    @Html.AntiForgeryToken()
    <div class="form-group">
        @Html.LabelFor(m => m.PayGroup, new { @class = "control-label" })
        @Html.EditorFor(m => m.PayGroup, new { htmlAttributes = new { @class = "form-control", placeholder = Html.DisplayNameFor(m => m.PayGroup) } })
        @Html.ValidationMessageFor(m => m.PayGroup, "", new { @class = "text-danger" })
        <input type="submit" value="Add" class="btn btn-default" />
        <input type="submit" value="Delete" class="btn btn-default" />
    </div>
}
<table class="table table-striped">
    <tr>
        <th>Paygroups</th>
        <th>Date added</th>
    </tr>
    @foreach (var pg in Model.Paygroups)
    {
        <tr>
            <td>@pg</td>
        </tr>

    }
    @foreach (var date in Model.DateAdded)
    {
        <tr>
            <td>@date</td>
        </tr>
    }
</table>

根据@Lundin的评论进行更新

这是经过测试的代码（打印-100）：

public class UpdateFilesController : Controller
    {
        // GET: Default
        public ActionResult Edit()
        {
            var fullpath = Path.Combine(Server.MapPath("~/sourcefiles"), "paygroup.txt");
            List<string> paygroupsList = new List<string>();
            List<string> DateList = new List<string>();
            string line;
            using (var sr = new StreamReader(fullpath))
            {
                while ((line = sr.ReadLine()) != null)
                {
                    string[] strArray = line.Split('|');
                    paygroupsList.Add(strArray[0]);
                    DateList.Add(strArray[1]);
                }
                UploadFiles model = new UploadFiles()
                {
                    Paygroups = paygroupsList,
                    DateAdded = DateList
                };
                return View(model);
            }
        }

Answer 3

当右移带符号负整数时，这取决于符号扩展的实现定义行为。首先，将无符号整数一直向左移动，直到符号位变为MSB，然后将其强制转换为有符号整数，然后移回：

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

#define NUMBER_OF_BITS 12

int main(void) {
    uint32_t x = 0xF9C;
    int32_t y = (int32_t)(x << (32-NUMBER_OF_BITS)) >> (32-NUMBER_OF_BITS);

    printf("%d\n", y);

    return 0;
}

Answer 4

这是您的问题的 a 解决方案：

int32_t sign_extend(uint32_t x, uint32_t bit_size)
{
    // The expression (0xffffffff << bit_size) will fill the upper bits to sign extend the number.
    // The expression (-(x >> (bit_size-1))) is a mask that will zero the previous expression in case the number was positive (to avoid having an if statemet).
    return (0xffffffff << bit_size) & (-(x >> (bit_size-1))) | x;
}
int main()
{

    printf("%d\n", sign_extend(0xf9c, 12)); // -100
    printf("%d\n", sign_extend(0x7ff, 12)); // 2047

    return 0;
}

Answer 5

执行此操作的理智，可移植且有效的方法只是掩盖数据部分，然后用0xFF ...填充其他所有内容以获取正确的2的补码表示形式。您需要知道多少位是数据部分。

我们可以使用(1u << data_length) - 1屏蔽数据。
在这种情况下，对于data_length = 8，数据掩码变为0xFF。让我们称之为data_mask。
因此，数字的数据部分为a & data_mask。
其余数字需要用零填充。也就是说，所有内容都不是数据掩码的一部分。只需执行~data_mask即可实现。
C代码：a = (a & data_mask) | ~data_mask。现在a是正确的32位2的补码。

示例：

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

int main(void) 
{
  const uint32_t data_length = 8;
  const uint32_t data_mask = (1u << data_length) - 1;

  uint32_t a = 0xF9C;
  a = (a & data_mask) | ~data_mask;

  printf("%"PRIX32 "\t%"PRIi32, a, (int32_t)a);
}

输出：

FFFFFF9C        -100

这取决于int是32位2的补码，但可以完全移植。

转换位大小可变的有符号整数

5 个答案: