Question

为什么在打印以下内容时会得到-1？

unsigned long long int largestIntegerInC = 18446744073709551615LL;

printf ("largestIntegerInC = %d\n", largestIntegerInC);

我知道我应该使用llu代替d，但为什么我会得到-1而不是18446744073709551615LL？

是否因为溢出？

Answer 1

在C（99），LLONG_MAX中，long long int类型的最大值保证至少为9223372036854775807。 unsigned long long int的最大值保证至少为18446744073709551615，即2 ⁶⁴ -1（0xffffffffffffffff）。

所以，初始化应该是：

unsigned long long int largestIntegerInC = 18446744073709551615ULL;

（请注意ULL。）由于largestIntegerInC的类型为unsigned long long int，因此您应使用正确的格式说明符打印它，即"%llu"：

$ cat test.c
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    unsigned long long int largestIntegerInC = 18446744073709551615ULL;
    /* good */
    printf("%llu\n", largestIntegerInC);
    /* bad */
    printf("%d\n", largestIntegerInC);
    return 0;
}
$ gcc  -std=c99 -pedantic test.c
test.c: In function ‘main’:
test.c:9: warning: format ‘%d’ expects type ‘int’, but argument 2 has type ‘long long unsigned int’

上面的第二个printf()是错误的，它可以打印任何内容。您使用的是"%d"，这意味着printf()期待int，但获得unsigned long long int，这很可能与int的大小不同。你得到-1作为输出的原因是（运气不好），以及在你的机器上，数字用二进制补码表示。

要了解这可能是坏事，让我们运行以下程序：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <limits.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    const char *fmt;
    unsigned long long int x = ULLONG_MAX;
    unsigned long long int y = 42;
    int i = -1;
    if (argc != 2) {
        fprintf(stderr, "Need format string\n");
        return EXIT_FAILURE;
    }
    fmt = argv[1];
    printf(fmt, x, y, i);
    putchar('\n');
    return 0;
}

在我的Macbook上，使用"%d %d %d"运行程序会给我-1 -1 42，而在Linux机器上，具有相同格式的相同程序会给我-1 42 -1。糟糕。

事实上，如果您尝试在unsigned long long int变量中存储最大largestIntegerInC个数字，则应该包含limits.h并使用ULLONG_MAX。或者你应该为你的变量存储-1：

#include <limits.h>
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    unsigned long long int largestIntegerInC = ULLONG_MAX;
    unsigned long long int next = -1;
    if (next == largestIntegerInC) puts("OK");
    return 0;
}

在上述计划中，largestIntegerInC和next都包含unsigned long long int类型的最大可能值。

Answer 2

这是因为你传递了一个数字，其中所有的位都设置为1.当被解释为二进制补码有符号数时，结果为-1。在这种情况下，它可能只看到这一位中的32位而不是全部64位，但这并没有产生任何真正的区别。

Answer 3

在二进制补码算法中，有符号值-1与最大无符号值相同。

考虑二进制补码中负数的位模式（我使用8位整数，但无论大小如何，该模式都适用）：

 0 - 0x00
-1 - 0xFF
-2 - 0xFE
-3 - 0xFD

因此，您可以看到负1具有全1的位模式，这也是最大无符号值的位模式。

Answer 4

你使用了一个带符号的32位数字的格式，所以得到了-1。 printf()无法在内部告诉您传入的数字有多大，因此它只是从varargs列表中提取前32位并将其用作要打印的值。由于你给出了一个带符号的格式，它会以那种方式打印出来，0xffffffff是-1的二进制补码表示。

Answer 5

你可以（应该）在编译器警告中看到原因。如果没有，请尝试设置最高警告级别。使用VS我收到此警告：警告C4245：'初始化'：从'__int64'转换为'unsigned __int64'，签名/无符号不匹配。

Answer 6

不，没有溢出。这是因为它没有打印整个值：

18446744073709551615与0xFFFFFFFFFFFFFFFF相同。当printf %d处理它时，它只获取32位（如果它是64位CPU，则只获取64位）进行转换，并且这些是有符号值-1。

如果printf转换为%u，则会显示4294967295（32位）或18446744073709551615（64位）。

溢出是指值增加到不适合分配的存储空间的点。在这种情况下，值已分配就好了，但未完全检索。

使用％d打印无符号长整型

6 个答案: