2^32 - 1 不是 uint32_t 的一部分？

Question

这是编译输出让我哭的程序：

#include <inttypes.h>

int main()
{
        uint32_t limit = (1 << 32) - 1; // 2^32 - 1 right?
}

这是编译输出：

~/workspace/CCode$ gcc uint32.c 
uint32.c: In function ‘main’:
uint32.c:5:29: warning: left shift count >= width of type [-Wshift-count-overflow]
         uint32_t limit = (1 << 32) - 1; // 2^32 - 1 right?

我认为(1 << 32) - 1等于 2^32 - 1 并且 32 位的无符号整数范围从 0 到 2^32 - 1，是不是这样？ 我哪里做错了？

Answer 1

警告是正确的，32 位数字中的最高位是第 31 位（0 索引），因此溢出前的最大移位是1 << 30 （30 因为符号位）。 即使您在某个时候执行-1 ，也必须存储1 << 32的结果，并将其存储在一个int （在这种情况下恰好是 32 位）。 因此，您会收到警告。

如果您确实需要获得32 bit unsigned int的最大值，则应该以简洁的方式进行：

#include <stdint.h>

uint32_t limit = UINT32_MAX;

或者更好的是，使用 c++ 限制头文件：

#include <limits>
auto limit = std::numeric_limits<uint32_t>::max();

Answer 2

你有两个错误：

• 1是int类型，因此您将初始值计算为int ，而不是uint32_t 。
• 正如警告所说，移位运算符的移位参数必须小于类型的宽度。 如果int为 32 位或更少，则1 << 32是未定义的行为。 (uint32_t)1 << 32也将是未定义的。

（另外，请注意1 << 31也是未定义的行为，如果int是 32 位，因为溢出）

由于算术无论如何都是以2^32为模完成的，因此一种更简单的方法就是

uint32_t x = -1;
uint32_t y = (uint32_t)0 - 1; // this way avoids compiler warnings

Answer 3

尝试计算目标常量时，编译器在您的示例中内部使用 int 。 想象一下，rhe 编译器没有任何可用的优化，而是为您的班次生成汇编程序。 对于 32 位 int 移位指令，数字 32 会很大。

此外，如果您想设置所有位，请使用 ~0