2^32 - 1 不是 uint32_t 的一部分？

Question

這是編譯輸出讓我哭的程序：

#include <inttypes.h>

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

這是編譯輸出：

~/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?

我認為(1 << 32) - 1等於 2^32 - 1 並且 32 位的無符號整數范圍從 0 到 2^32 - 1，是不是這樣？ 我哪里做錯了？

Answer 1

警告是正確的，32 位數字中的最高位是第 31 位（0 索引），因此溢出前的最大移位是1 << 30 （30 因為符號位）。 即使您在某個時候執行-1 ，也必須存儲1 << 32的結果，並將其存儲在一個int （在這種情況下恰好是 32 位）。 因此，您會收到警告。

如果您確實需要獲得32 bit unsigned int的最大值，則應該以簡潔的方式進行：

#include <stdint.h>

uint32_t limit = UINT32_MAX;

或者更好的是，使用 c++ 限制頭文件：

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

Answer 2

你有兩個錯誤：

• 1是int類型，因此您將初始值計算為int ，而不是uint32_t 。
• 正如警告所說，移位運算符的移位參數必須小於類型的寬度。 如果int為 32 位或更少，則1 << 32是未定義的行為。 (uint32_t)1 << 32也將是未定義的。

（另外，請注意1 << 31也是未定義的行為，如果int是 32 位，因為溢出）

由於算術無論如何都是以2^32為模完成的，因此一種更簡單的方法就是

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

Answer 3

嘗試計算目標常量時，編譯器在您的示例中內部使用 int 。 想象一下，rhe 編譯器沒有任何可用的優化，而是為您的班次生成匯編程序。 對於 32 位 int 移位指令，數字 32 會很大。

此外，如果您想設置所有位，請使用 ~0