C 中的定点算术 long long int 表示问题

Question

我正在努力实现在其 integer 部分中设置值 1 的有符号 long long int 变量。 查看带有有符号 long int 变量的 16.16 实现，它的工作原理如下：

static signed long int varInit = 1 << 16; /* alternatively: 65536 */
unsigned short int integer_part,fractional_part;
fractional_part = ((unsigned short int *) &varInit)[0];
integer_part = ((unsigned short int *) &varInit)[1];

这导致以下表示： 0001.0000

不幸的是，我无法让它在 32.32 表示中工作：

static signed long long int varInit = 1 << 32;
unsigned long int integer_part,fractional_part;
fractional_part = ((unsigned long int *) &varInit)[0];
integer_part = ((unsigned long int *) &varInit)[1];

我收到以下 gcc 警告： warning: left shift count >= width of type

我怎么了？

我正在尝试获得以下表示： 00000001.00000000

Answer 1

这个表达

1 << 32

具有未定义的行为，因为操作数的类型为int并且结果的类型也为int 。

来自 C 标准（6.5.7 位移位运算符）

3 对每个操作数执行 integer 提升。 结果的类型是提升的左操作数的类型。 如果右操作数的值为负数或大于或等于提升的左操作数的宽度，则行为未定义

至少使用表达式

1LL << 32

Answer 2

我试图得到以下表示：00000001.00000000（十六进制）。

不要使用int, long, long long ，因为它们的宽度因平台而异。 使用(u)int32_t, (u)int64_t以保持一致性。

1 << 32是int数学 - 通常太窄而无法移动 32 位。 要形成二进制值 1_00000000_00000000_00000000_00000000，请使用(u)int64_t数学。

不要假设宽 integer 类型的字节布局具有像fractional_part = ((unsigned short int *) &varInit)[0]; . 使用数学并让编译器发出最佳代码。

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#include <stdint.h>

static int64_t varInit = ((int64_t)1) << 32;
// or 
static int64_t varInit = INT64_C(1) << 32;

int32_t integer_part = varInit >> 32;
uint32_t fractional_part = varInit & 0xFFFFFFFFu;
// or 
int32_t integer_part = varInit / 0x100000000;
uint32_t fractional_part = varInit % 0x100000000u;