Question

编辑：我将示例更新为C.我特别关注C而不是C ++（抱歉混淆，请参阅下面的情况）。

我正在寻找一种将有符号整数转换为无符号整数的安全方法，同时始终在转换之间保持完全相同的位模式。据我所知，简单的转换具有未定义或依赖于实现的行为，因此依赖它是不安全的（下面的情况A）。但是像OR这样的位运算符呢（下面的情况B）？可以按位或用于安全地将签名转换为无符号吗？反过来呢？

示例：

#include <stdio.h>

int main() {
    // NOTE: assuming 32bit ints
    // example bit pattern: 11111111110001110001001111011010
    //   signed int value: -3730470
    // unsigned int value: 4291236826

    // example 1
    // signed -> unsigned
    int s1 = -3730470; 
    unsigned int u1a = (unsigned int)s1;
    unsigned int u1b = (unsigned int)0 | s1;

    printf("%u\n%u\n", u1a, u1b);

    // example 2
    // unsigned -> signed
    unsigned int u2 = 4291236826;
    int s2a = (int)u2;
    int s2b = (int)0 | u2;

    printf("%i\n%i\n", s2a, s2b);
}

情况：我正在编写PostgreSQL C-Language function /扩展名以添加popcount功能（my first attempt code here）。 PostgreSQL不支持无符号类型（ref）。计算popcount的所有有效方法都需要无符号数据类型才能正常工作。因此，我必须能够将签名数据类型转换为无符号数据类型而不更改位模式。

非主题：我确实认识到另一种解决方案是使用PostgreSQL位字符串bit和varbit数据类型而不是整数数据类型，但对于我的目的，整数数据类型更容易使用和管理。

Answer 1

将有符号整数转换为无符号整数的安全方法，同时始终在转换之间保持完全相同的位模式

即使union是罕见的非2补码，int也会如下工作。只有在非常期待的平台上（在硅墓地中嘀嗒一声）INT_MAX == UINT_MAX这将是一个问题。

union {
  int i;
  unsigned u;
} x = { some_int };
printf("%d\n", some_int);
printf("%u\n", x.u);

然而，如果一个人可以将自己限制在共同的2的补语int，那么下面就足够了。

unsigned u = (unsigned) some_int;

但是像OR这样的位运算符呢（下面的情况B）？可以按比特使用OR来安全地将signed转换为unsigned吗？

由于整数促销，以下|就像一个隐藏的演员：

如果int可以表示原始类型的所有值（受宽度限制，对于位字段），则该值将转换为int;否则，它将转换为unsigned int。 C11dr§6.3.1.13

int s1 = -3730470; 
unsigned int u1b = (unsigned int)0 | s1;
// just like
                 = (unsigned int)0 | (unsigned int)s1;
                 =                   (unsigned int)s1;

反过来呢？

如果unsigned int中的值可以表示，则可以很好地定义signed int到[0...INT_MAX]。将int范围unsigned范围int转换为// NOTE: assuming 32bit ints, etc. unsigned int u2 = 4291236826; int s2a = (int)u2; // avoid this是......

结果是实现定义的，或者引发实现定义的信号。 §6.3.1.33

最好使用无符号类型进行位操作以下代码通常可以按预期工作，但不应用于强大的编码。

int s2a;
if (u2 > INT_MAX) {
  // Handle with some other code
} else {
  s2a = (int) u2; // OK
}

替代

BTW：最好将long long附加到无符号常量，如4291236826，以便向编译器传达确实无符号常量而不是{{1像4291236826。

unsigned int u2 = 4291236826u;

Answer 2

那......

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|  223 | 2019-01-21T00:00:00Z |        T |         3 |

C将signed转换为unsigned维护精确位

2 个答案: