POSIX是什么意思＆＃34;两个补码表示＆＃34;在stdint.h？

Question

众所周知，有符号整数溢出会调用未定义的行为，并且对有符号整数的逐位操作最多也是不可靠的。因此，我发现the POSIX standard中的这一行很奇怪：

  

typedef name int N _t指定一个有符号整数类型，其宽度为N，没有填充位，和一个二进制补码表示。因此，int8_t表示一个有符号整数类型，带有正好是8位的宽度。

这是一个相当模糊的陈述，可能意味着这些事情的任何组合：

1. intN_t的范围是INTN_MIN到INTN_MAX。
2. sizeof(intN_t) == N/8
3. intN_t上的按位运算与双补码表示的预期行为相同。在每个地方插入-1 ^ x == ~x演员后，每x intN_t。{/ li>
4. intN_t不能有陷阱表示（优化编译器不得利用可能的陷阱）。
5. intN_t变量的溢出是已定义的行为（并从INTN_MAX换行到INTN_MIN）。
基于文档的其余部分，

（1）和（2）对我来说都显得非常明显。 （1）由INTN_MIN / MAX的定义明确指定。 （2）隐含在＆＃34;没有填充位。＆＃34;

POSIX是否需要（3），（4）和（5）中的哪一个？

Answer 1

TL; DR

在<{1}}存在的任何C99，C11编译器中， 1 ， 3 ， 4 为true。 2 在任何存在intN_t的C11编译器中都是如此 - 因为int8_t的存在意味着int8_t为8。 5 特别是C不需要 - 未定义有符号整数溢出的行为。

POSIX限制允许的C实现，以便CHAR_BIT必须为8，整数表示是2的补码。因此，POSIX平台上的兼容C99 / C11编译器必须具有CHAR_BIT，这使得语句 1 ， 2 ， 3 和<在POSIX上为true> 4 为true。由于POSIX没有说明有符号整数溢出，因此它仍未定义，因此 5 为假。

引用的句子是从C11（C99）标准中取得 verbatim 。 C11 7.20.1.1p1：

  

typedef名称int8_t指定有符号整数类型，宽度为intN_t，没有填充位，以及二进制补码表示。因此，N表示这样的有符号整数类型，其宽度恰好为8位。

int8_t在C中是可选，因此标准中仅存在此片段甚至不需要2的补码表示。 C11 7.20.1.1p3：

  

这些类型是可选的。但是，如果实现提供宽度为8,16,32或64位的整数类型，没有填充位，并且（对于具有二进制补码表示的有符号类型），它应定义相应的typedef名称。

你原来的陈述，

1. 当然是正确的，但这样的事情并不是来自两个补充表示。任何一个补码架构上的int8_t范围从int到INT_MIN。但是，由此得出的结论是INT_MAX的值为。

2. 不来自两个补码表示。 INTN_MIN是sizeof(intN_t)。但是，POSIX要求N / CHAR_BIT为8，因此CHAR_BIT确实是sizeof(intN_t)

3. 这是两个补充表示

的唯一内容

4. 不来自一个二进制补码，但是2＆是补码的组合，并且没有填充位。

5. 不跟随双向补充表示，既不是C也不是POSIX 。< / p>

POSIX没有指定类型N / 8，而是POSIX采用和扩充的C99，C11。 POSIX增加了两个限制：   *即使C编程语言允许，int8_t必须精确为8而不是更大   *不允许使用单数补码或整数的符号和幅度表示，即使它们是C编程语言允许的

C99，C11指定如果存在，类型CHAR_BIT必须具有完全如此多的位，没有填充位，以及2＆＃39; s补码。如果intN_t存在，则其int8_t必须为1，因为它是sizeof的同义词，然后signed char等于8。

不会有CHAR_BIT的陷阱表示，但它并不意味着具有明确不确定值的那些对象必须具有相同的值，或者传递库函数的这些值将具有已定义的行为。请考虑以下片段：

intN_t

编译器甚至不需要调用int32_t *foo = malloc(sizeof(int32_t)); printf(PRId32 "\n", *foo); printf(PRId32 "\n", *foo); free(foo); ;即使没有malloc类型的陷阱值，它也可以将其编译为等效的puts("42\n666");。这是因为malloc：

  

[...]为大小由大小指定的对象分配空间，的值为不确定。

不确定意味着unstable; indeterminable

有符号整数溢出的行为始终未定义。