C 中的定點算術 long long int 表示問題

Question

我正在努力實現在其 integer 部分中設置值 1 的有符號 long long int 變量。 查看帶有有符號 long int 變量的 16.16 實現，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];

這導致以下表示： 0001.0000

不幸的是，我無法讓它在 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？

我正在嘗試獲得以下表示： 00000001.00000000

Answer 1

這個表達

1 << 32

具有未定義的行為，因為操作數的類型為int並且結果的類型也為int 。

來自 C 標准（6.5.7 位移位運算符）

3 對每個操作數執行 integer 提升。 結果的類型是提升的左操作數的類型。 如果右操作數的值為負數或大於或等於提升的左操作數的寬度，則行為未定義

至少使用表達式

1LL << 32

Answer 2

我試圖得到以下表示：00000001.00000000（十六進制）。

不要使用int, long, long long ，因為它們的寬度因平台而異。 使用(u)int32_t, (u)int64_t以保持一致性。

1 << 32是int數學 - 通常太窄而無法移動 32 位。 要形成二進制值 1_00000000_00000000_00000000_00000000，請使用(u)int64_t數學。

不要假設寬 integer 類型的字節布局具有像fractional_part = ((unsigned short int *) &varInit)[0]; . 使用數學並讓編譯器發出最佳代碼。

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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;