来自stdint.h的快速类型的溢出行为

Question

C99和C ++ 11（以及POSIX之前的POSIX）在stdint标头中引入了least和fast类型，例如int_fast16_t或uint_fast8_t 。

我想知道如何保证这些类型的溢出行为。 如果这些与“普通”整数类型相同（以便无符号类型在溢出时回绕），我想知道uint_fast8_t实际上如何可以映射到与fixed-witdh uint8_t类型不同的任何类型，从而更快。

Answer 1

溢出规则与任何有符号/无符号整数变量相同。

uint_fast16_t映射到至少16位的最快大小。 如果最快的大小恰好是平台上的32位，则行为将有所不同。 考虑：

uint_fast16_t k = 1 << 16;

if (k == 0) {
    printf("k is 16 bits\n");
} else {
    printf("k is larger than 16 bits\n");
}

Answer 2

如果这些与“普通”整数类型相同（以便无符号类型在溢出时环绕）

保证是完全一样的。 有符号整数将溢出，而无符号整数将环绕。 可以表示的最大值取决于该类型是别名的整数类型。

我想知道如何将uint_fast8_t实际映射到与fixed-witdh uint8_t类型不同的任何类型

它可以是任何至少8位宽的无符号整数类型的别名。

Answer 3

C11 n1570表示

typedef名称int_fastN_t指定宽度至少为N的最快带符号整数类型。 类型定义名称uint_fastN_t指定最快的无符号整数类型，其宽度至少为N。

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因此，不能保证任何行为。 这些意思是int_fastN_t一定不能在2^(n-1) - 1 ... 2^(n-1) - 1范围内签名溢出； 对于小于2^n - 1值， uint_fastN_t不得包含环绕。 如果您需要更精确的环绕行为，请不要使用快速类型，而应使用确切的宽度类型（即intN_t和uintN_t ）。

Answer 4

我想知道如何将uint_fast8_t实际映射到与固定宽度uint8_t类型不同的任何类型，从而更快。

首先，不必是 uint8_t类型。 在36位字寻址的机器（它们已经存在）上，一个char可能为9位宽。 （ 字寻址意味着自然的访问内存的方式是用字 （一定大小）。对一个字的子节进行寻址需要移位和屏蔽，而寻址这些子节的指针需要附加的位来引用该子单元。字内。）

在这样的机器上，编译器作者会做出一个有趣的决定，即使uint_fast8_t与unsigned char （9位）还是36位unsigned int类型相同。

正如其他人所说的，将有一个实现定义的这些类型的最大值，如果超出该限制，则未签名的类型将自动换行，并且已签名的类型将导致未定义的行为。