2^32 - 1 不是 uint32_t 的一部分？

Question

下面是编译输出让人哭笑不得的程序：

#include <inttypes.h>

int main()
{
        uint32_t limit = (1 << 32) - 1; // 2^32 - 1 right?
}

这里是编译输出：

~/workspace/CCode$ gcc uint32.c 
uint32.c: In function ‘main’:
uint32.c:5:29: warning: left shift count >= width of type [-Wshift-count-overflow]
         uint32_t limit = (1 << 32) - 1; // 2^32 - 1 right?

我认为 (1 << 32) - 1 等于 2^32 - 1 并且 32 位无符号整数的范围是 0 到 2^32 - 1，不是吗？我哪里错了？

Answer 1

警告是正确的，32 位数字中的最高位是第 31 位（索引为 0），因此溢出前的最大移位是 1 << 30（30 因为符号位）。即使您在某些时候执行 -1，也必须存储 1 << 32 的结果，并且它将存储在 int 中（在本例中恰好是 32 位）。因此你会收到警告。

如果您真的需要获得 32 bit unsigned int 的最大值，您应该采用简洁的方式：

#include <stdint.h>

uint32_t limit = UINT32_MAX;

或者更好的是，使用 c++ 限制 header:

#include <limits>
auto limit = std::numeric_limits<uint32_t>::max();

Answer 2

你有两个错误：

1 属于 int 类型，因此您将初始值计算为 int，而不是 uint32_t.
正如警告所说，移位运算符的移位参数必须小于类型的宽度。 1 << 32 是 未定义的行为 如果 int 是 32 位或更少。 (uint32_t)1 << 32 也将是未定义的。

（另外请注意，如果 int 是 32 位，则 1 << 31 也是未定义的行为，因为溢出）

无论如何，算术都是以 2^32 为模完成的，所以更简单的方法是

uint32_t x = -1;
uint32_t y = (uint32_t)0 - 1; // this way avoids compiler warnings

Answer 3

编译器在您的示例中尝试计算目标常量时在内部使用 int。想象一下，编译器没有任何可用的优化，而是为您的转变生成汇编程序。对于 32 位 int 移位指令，数字 32 太大了。

此外，如果您想要设置所有位，请使用 ~0

2^32 - 1 不是 uint32_t 的一部分？

2^32 - 1 not part of uint32_t?

c

uint32