我不知道如何在不使用C ++中使用climits的情況下計算最大和最小有符號數

Question

我目前正在為我的CS課程做作業。 我正在嘗試為int，short和long數據類型打印最大和最小符號數。

我不太確定該怎么做。 我一直在使用sizeof（）函數來確定每種數據類型攜帶多少字節，然后從cmath庫中使用pow（）。

這是我用來計算帶符號的short的最大數量的數學/代碼：（int）pow（2，sizeof（short）* 8）-1;

這將輸出最大無符號數，而不是最大有符號數。 我可以將其除以2，但不能完全確定如何計算負數，除了在前面打印“-”以外。

我現在擁有的更詳細的代碼：

 42     int shortmax_calculate;
 43     shortmax_calculate = (pow(2, sizeof(short)*8)-1)/2;
 44
 45     float shortmin_calculate;
 46     shortmin_calculate = (int)pow(2, sizeof(short)*8)/2;
 47
 48     short unsigned shortunsigned_calculate;
 49     shortunsigned_calculate = pow(2, sizeof(short)*8)-1;
 50
 51     int intmax_calculate;
 52     intmax_calculate = (int)pow(2, sizeof(int)*8)-1;
 53
 54
 55     cout << "Maxmimum short (signed): "<< shortmax_calculate << endl;
 56     cout << "Minimum short (signed): " << "-" << shortmin_calculate << endl;
 57     cout << "Maximum short (unsigned): " << shortunsigned_calculate << endl;
 58     cout << "Maximum int (signed): " << intmax_calculate << endl;

任何幫助表示贊賞，謝謝。

Answer 1

假設您可以使用C ++ 11，請使用limits標准標頭：

#include <iostream>
#include <limits>
...

{
    std::cout << "Maxmimum short (signed): " <<
        std::numeric_limits<short>::max() << std::endl;

    // repeat replacing with 'unsigned short', 'int', 'unsigned int'
    // in template class function: std::numeric_limits<type>, using
    // max() or min() as required.
}

看一下clang的實現-搜索__libcpp_numeric_limits看看它如何進行評估。 如果您不能使用C ++ 11，它可能會給您一些模板的想法。

Answer 2

一點模板代碼就可以完成這項工作。

#include <iostream>
#include <cstdint>

template <size_t S> struct Max
{
   static intmax_t get()
   {
      return ((Max<S-1>::get() << 8) + 0xFF);
   }
};

template <> struct Max<1>
{
   static intmax_t get()
   {
      return 0x7F;
   }
};

template <size_t S> struct Min
{
   static intmax_t get()
   {
      return ((Min<S-1>::get() << 8));
   }
};

template <> struct Min<1>
{
   static intmax_t get()
   {
      return -0x80;
   }
};

int main()
{
   std::cout << "Max for int: " << Max<sizeof(int)>::get() << std::endl;
   std::cout << "Min for int: " << Min<sizeof(int)>::get() << std::endl;
   std::cout << "Max for short: " << Max<sizeof(short)>::get() << std::endl;
   std::cout << "Min for short: " << Min<sizeof(short)>::get() << std::endl;
   std::cout << "Max for signed char: " << Max<sizeof(signed char)>::get() << std::endl;
   std::cout << "Min for signed char: " << Min<sizeof(signed char)>::get() << std::endl;
}

這是我在機器上得到的：

Max for int: 2147483647
Min for int: -2147483648
Max for short: 32767
Min for short: -32768
Max for signed char: 127
Min for signed char: -128

Answer 3

因此，我認為您正在尋找的只是在計算的最大值中添加一個。 我在下面修改了您的代碼（對不起，此致）。

  short shortmax_calculate;
  shortmax_calculate = (pow(2, sizeof(short)*8)-1)/2;

  short shortmin_calculate;
  shortmin_calculate = shortmax_calculate + 1;

  short unsigned shortunsigned_calculate;
  shortunsigned_calculate = pow(2, sizeof(short)*8)-1;

  int intmax_calculate;
  intmax_calculate = (int)pow(2, sizeof(int)*8)-1;
  int intmin_calculate = intmax_calculate + 1;

  printf("Maximum short (signed): %i\n",shortmax_calculate);
  printf("Minimum short (signed): %i\n",shortmin_calculate);
  printf("Maximum short (unsigned): %i\n", shortunsigned_calculate);
  printf("Maximum int (signed): %i\n", intmax_calculate);
  printf("Minimum int (signed): %i\n", intmin_calculate);

這是代碼的輸出：

Maximum short (signed): 32767 
Minimum short (signed): -32768
Maximum short (unsigned): 65535 
Maximum int (signed): 2147483647 
Minimum int (signed): -2147483648

這是因為計算機如何存儲負數。 例如：max short（有符號）為01111111，即127。最小有符號存儲為10000000（−128）。 有關更多信息，請參見此鏈接 。

Answer 4

在二進制補碼中，-1將設置所有位。 如果將其轉換為無符號並向右移動1，則它將是最大的有符號數，因為符號位將被替換為零。 如果采用按位的逆，則它將是最小的負數。

short shortmax_calculate = static_cast<short>(static_cast<unsigned short>(-1) >> 1);
short shortmin_calculate = ~shortmax_calculate;