Question

我正在研究“努力学习C”一书中的练习。练习7要求读者找到使unsigned long的范围超出范围的值。

将long更改为unsigned long，然后尝试查找太大的数字。

所以我的方法是首先在计算机上获得unsigned long的大小：

printf("SIZEOF ULONG: %lu", sizeof(unsigned long));

这将打印8。因此，假设unsigned long在我的计算机上占用了64位，我在Wikipedia上查找了最大范围。

64位（word，doubleword，longword，long long，quad，quadword，qword，int64）

未签名：从0到18,446,744,073,709,551,615

我期望声明具有以上值的unsigned long会在没有警告的情况下进行编译，直到我将该值加1为止。结果却有所不同。编译以下程序会导致警告。

#include <stdio.h>
int main()
{
    unsigned long value = 18446744073709551615;
    printf("SIZEOF ULONG: %lu", sizeof(unsigned long));
    printf("VALUE: %lu", value);
    return 0;
}

bla.c: In function ‘main’:
bla.c:5:27: warning: integer constant is so large that it is unsigned
     unsigned long value = 18446744073709551615;
                           ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

那么为什么gcc抱怨值太大了，我以为我已经将其声明为unsigned？

Answer 1

如果十进制整数常数在该范围内，则其类型为int，否则为long或long long。它们没有无符号类型，并且如果该值在那些有符号范围之外，则会收到警告。您需要添加ul后缀以使常量具有正确的类型。

还有一种更容易的方法来获取此类型的最大值，而无需知道其大小。只需将-1强制转换为这种类型。

unsigned long value = (unsigned long)-1;

Answer 2

您需要为整数文字添加一个后缀，以获取不适合长整型（或长整型，因为C99和C ++ 11）的值。以下任何一种都符合unsigned long int：

unsigned long value = 18446744073709551615u;
unsigned long value = 18446744073709551615lu;
unsigned long value = 18446744073709551615ul;

请在此处查看后缀表：

https://en.cppreference.com/w/c/language/integer_constant（对于C） https://en.cppreference.com/w/cpp/language/integer_literal（对于C ++）

Answer 3

编译器分几个步骤处理unsigned long value = 18446744073709551615;。在使用值初始化value之前，它必须从源代码中读取18446744073709551615并对其进行解释。

源代码中的数字18446744073709551615是独立存在的，它不会立即受到以下事实的影响：立即将其用于初始化value。它是根据C标准中的规则进行处理的。

这些规则说带有十进制数字且没有后缀的数字是int，long int或long long int，无论哪个是可以代表该值的第一个。由于18446744073709551615太大，因此不适合任何这些类型。

编译器警告您，由于18446744073709551615不适合任何这些类型，因此它正在使用无符号类型。在其他情况下，这可能会更改代码的含义。但是，在这种情况下，由于该值将立即用于初始化unsigned long，因此将具有所需的效果。

要解决此问题，您可以添加一个u后缀，将其更改为18446744073709551615u。对于后缀为u的十进制数字，C标准表示类型是可以表示该值的unsigned int，unsigned long int或unsigned long long int的第一个。

（C标准继续说，如果对于列出的类型而言值太大，则C实现可以使用扩展的整数类型来表示它，或者它没有类型。没有类型的后果可能是很有意思，但这是语言律师问题的主题。）

Answer 4

使用unsigned long value = 18446744073709551615ul;否则将18446744073709551615ul读为 int 而不是 long

如果您想知道 unsigned long 中的位数和最大值：

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

int main()
{
    printf("number of bits in ULONG: %d\nULONG_MAX = %lu\n",
       sizeof(unsigned long) * CHAR_BIT,
       ULONG_MAX);
    return 0;
}

编译和执行：

pi@raspberrypi:/tmp $ gcc -pedantic -Wextra u.c
pi@raspberrypi:/tmp $ ./a.out
number of bits in ULONG: 32
ULONG_MAX = 4294967295

是的，我不在64位上

Answer 5

整数常量18446744073709551615太大，无法在系统上表示为int，long int或long long int。编译器会警告您将其设为unsigned long long。

让我们尝试编译该程序：

#include <stdio.h>

int main() {
    if (-1 < 18446744073709551615)
        printf("TRUE\n");
    else
        printf("FALSE\n");

    return 0;
}

gcc会发出警告：

#1 with x86-64 gcc 8.2
<source>: In function 'main':
<source>:7:14: warning: integer constant is so large that it is unsigned
     if (-1 < 18446744073709551615)
              ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

程序输出如下：

TRUE

clang产生更明确的警告：

#1 with x86-64 clang 7.0.0
<source>:7:14: warning: integer literal is too large to be represented in a signed integer type, interpreting as unsigned [-Wimplicitly-unsigned-literal]
    if (-1 < 18446744073709551615)
             ^

但是程序输出为：

FALSE

如果18446744073709551615确实被解释为无符号的，就像写为18446744073709551615u或0xffffffffffffffff一样，则必须使用无符号算术执行比较，并且比较失败，因为两个数字的值相同。 clang会说，但gcc不会。

在您的情况下，将值存储到unsigned long变量中将产生预期的结果，但是在常量中添加u后缀将确保编译器使用正确的类型对其进行解析。

但是请注意，可以通过将-1强制转换为该类型来获得任何无符号类型的最大值。您还可以使用在<limits.h>中定义的宏：类型unsigned long的最大值为ULONG_MAX。

unsigned long的确切值范围是多少？

5 个答案: