C ++：帶符號64位整數中兩個無符號64位整數的差值

Question

我試圖用C ++編寫一個函數，它接受兩個64位無符號整數，並返回它們在帶符號的64位整數中的差異。 由於溢出情況，它似乎有點復雜 - 由於輸入是兩個無符號正整數，如果這兩者之間的絕對差值大於最大有符號值（INT64_MAX），則差值不能通過有符號整數傳輸。 所以我編寫了以下實現，我想知道，首先，如果這在功能上是正確的，其次，是否有更簡單的實現。 任何建議將不勝感激。 謝謝！ （我將用例外替換斷言，它現在就在那里！）

int64_t GetDifference(uint64_t first, uint64_t second) {
  uint64_t abs_diff = (first > second) ? (first - second): (second - first);    
  uint64_t msb_abs_diff = (abs_diff >> (sizeof(abs_diff)*8 - 1)) & 1;
  assert(msb_abs_diff == 0);
  int64_t diff = first - second;
  return diff;
}

Answer 1

對我來說，這似乎是一個更簡單，更易讀的實現。

int64_t GetDifference(uint64_t first, uint64_t second) {
    uint64_t abs_diff = (first > second) ? (first - second): (second - first);
    assert(abs_diff<=INT64_MAX);
    return (first > second) ? (int64_t)abs_diff : -(int64_t)abs_diff;
}

Answer 2

三個挑剔：

• sizeof(abs_diff)*8 - 1可以用文字63代替而不會丟失可移植性（實際上，由於char不是8位寬的平台，它會更容易移植）
• 不需要& 1 ，因為移位的結果總是一位
• 您可以從abs_diff派生diff而不重復減法。

否則，這對我來說似乎完全正確。

Answer 3

這更短，可能更快。

int64_t GetDifference(uint64_t first, uint64_t second)
{
  int64_t diff = first - second;
  bool overflowed = (diff < 0) ^ (first < second);
  assert(!overflowed);
  return diff;
}

一個好的優化編譯器應該注意到diff < 0是負標志， first < second是來自前一個表達式的進位標志。 比較這兩個標志是溢出的經典測試。

即使它沒有檢測到，也需要更少的操作。

但我更喜歡這個的最大原因是沒有神奇的數字 。

Answer 4

這個怎么樣：

int64_t GetDifference(uint64_t first, uint64_t second) {
    int64_t diff = (int64_t)(first - second);
    assert first >= second && diff >= 0 || first < second && diff < 0;
    return diff;
}