如何安全地將`unsigned long int`轉換為`int`？

Question

我有一個應用程序，它以unsigned long int的形式創建唯一的id 。 該應用程序需要這種精度。

但是，我必須在只允許int的協議中發送這些id 。 接收應用程序 - 協議 - 不需要這種精度。 所以我的問題是：如何將unsigned long int轉換為int ，尤其是當unsigned long int大於int ？

編輯：

該協議僅支持int 。 我很高興知道如何避免“翻車問題”

發送消息的應用程序需要長時間知道唯一性，而接收者只需要在很短的時間內知道唯一性。

Answer 1

這是一種可能的方法：

#include <climits>
unsigned long int uid = ...;
int abbreviated_uid = uid & INT_MAX;

例如，如果int是32位，則丟棄除UID的低位31位之外的所有位。 它只會產生非負值。

這會丟失原始uid ，但您表示這不是問題。

但是你的問題很模糊，很難說這是否符合你的目的。

Answer 2

如你所知，一個人不能在理論上安全的轉換unsigned long int到int在一般情況下。 然而，在許多感興趣的實際情況中，人們確實可以這樣做，其中整數不是太大。

我可能會定義並使用它：

struct Exc_out_of_range {};

int make_int(const unsigned long int a) {
    const int n = static_cast<int>(a);
    const unsigned long int a2 = static_cast<unsigned long int>(n);
    if (a2 != a) throw Exc_out_of_range();
    return n;
}

使用<limits>標頭的等效解決方案自然是可行的，但我不知道它比上面的更好。 （如果代碼處於時間關鍵循環並且可移植性不是一個因素，那么您可以在匯編中對其進行編碼，直接測試一些或多個感興趣的位，但除了作為匯編語言的練習外，這將是一個麻煩。）

關於性能，值得注意的是 - 除非你的編譯器很老 - 除非使用，否則throw不會產生運行時負擔。

@GManNickG添加了從std::exception繼承的建議。 我個人對此沒有強烈的感覺，但建議是有充分理由和贊賞的，我認為沒有理由不遵循它。 您可以在此處閱讀有關此類繼承的更多信息。

Answer 3

Boost有numeric_cast ：

unsigned long l = ...;
int i = boost::numeric_cast<int>(l);

如果轉換會溢出，這將拋出異常，這可能是您想要的，也可能不是。

Answer 4

只有在需要確保abbreviated_uid為非負數時，才需要Keith Thompson的“＆INT_MAX”。 如果這不是問題，並且你可以容忍負ID，那么一個簡單的強制轉換（C風格或static_cast（））應該足夠了， 如果 sizeof(unsigned long int)==sizeof(int) ，那么二進制表示在兩端都是相同的（如果你將它轉發回接收端的unsigned long int ，它將與發送端的值相同）。

接收方是否將關於ID的響應發送回發送方，原始發送方（現在是響應的接收方）是否需要將其與原始的unsigned long int ID匹配？ 如果是這樣，您將需要一些額外的邏輯來將響應與原始ID相匹配。 如果是這樣，發布一個表明此類要求的編輯，我（或其他人）可以提出解決該問題的方法。 該問題的一種可能解決方案是將ID分解為多個int部分，並將其重構為另一端的完全相同的unsigned long int值。 如果您需要幫助，我或其他人可以提供幫助。

Answer 5

我來到這里，因為我必須有一個解決方案，將更大的整數類型轉換為更小的類型，即使可能丟失信息。

我想出了一個使用模板的非常簡潔的解決方案：

template<typename Tout, typename Tin>
Tout toInt(Tin in)
{
    Tout retVal = 0;

    if (in > 0)
        retVal = static_cast<Tout>(in & std::numeric_limits<Tout>::max());
    else if (in < 0)
        retVal = static_cast<Tout>(in | std::numeric_limits<Tout>::min());

    return retVal;
}

Answer 6

您可以嘗試使用std::stringstream和atoi() ：

#include <sstream>
#include <stdlib.h>
unsigned long int a = ...;
std::stringstream ss;
ss << a;
std::string str = ss.str();
int i = atoi(str.c_str());