Visual Studio 中的 long long 值

Question

我们知道 -2*4^31 + 1 = -9.223.372.036.854.775.807，你可以在 long long 中存储的最低值，如这里所说：What range of values can integer types store in C++。所以我有这个操作：

#include <iostream>

unsigned long long pow(unsigned a, unsigned b) { 
    unsigned long long p = 1; 
    for (unsigned i = 0; i < b; i++) 
        p *= a; 
    return p; 
}

int main()
{
    long long nr =  -pow(4, 31) + 5 -pow(4,31);
    std::cout << nr << std::endl;
}

为什么显示-9.223.372.036.854.775.808而不是-9.223.372.036.854.775.803？我正在使用 Visual Studio 2015.

Answer 1

通过numeric_limits可以得到最低的long long值。很长一段时间是：

auto lowest_ll = std::numeric_limits<long long>::lowest();

这导致：

-9223372036854775808

被调用的 pow() 函数不是您的，因此观察到的结果。更改函数的名称。

Answer 2

Visual Studio 定义了 pow(double, int)，它只需要转换一个参数，而你的 pow(unsigned, unsigned) 需要转换两个参数，除非你使用 pow(4U, 31U)。 C++ 中的重载分辨率基于输入 - 而不是结果类型。

Answer 3

您对 pow 的第一次调用是使用 C 标准库的函数，该函数对浮点进行运算。尝试为您的 pow 函数指定一个唯一的名称：

unsigned long long my_pow(unsigned a, unsigned b) {
    unsigned long long p = 1;
    for (unsigned i = 0; i < b; i++)
        p *= a;
    return p;
}

int main()
{
    long long nr = -my_pow(4, 31) + 5 - my_pow(4, 31);
    std::cout << nr << std::endl;
}

此代码报错："unary minus operator applied to unsigned type, result still unsigned"。因此，从本质上讲，您的原始代码调用了一个浮点函数，取反了该值，对其应用了一些整数运算，但它没有足够的精度来给出您正在寻找的答案（19 位精度！）。要得到你要找的答案，请将签名更改为：

long long my_pow(unsigned a, unsigned b);

这在 MSVC++ 2013 中对我有用。如其他答案中所述，您将获得浮点数 pow，因为您的函数需要 unsigned，并接收有符号整数常量。将 U 添加到您的整数会调用您的 pow.

版本

Answer 4

这是一个非常讨厌的小问题，有三个（！）原因。

首先有个问题就是浮点运算是近似的。如果编译器选择 pow 函数 returning float 或 double，那么 4**31 太大以至于 5 小于 1ULP（最小精度单位），所以添加它不会有任何作用（在换句话说，4.0**31+5 == 4.0**31)。乘以-2可以无损，结果可以无损存入一个long long作为错误答案：-9.223.372.036.854.775.808.

其次，标准 header 可以包含其他标准 header，但这不是必需的。显然，Visual Studio 的 <iostream> 版本包括 <math.h>（在全局命名空间中声明 pow），但 Code::Blocks 的版本没有。

第三，OP的pow函数没有被选中，因为他传递的参数4和31都是int类型的，声明的函数具有 unsigned 类型的参数。从 C++11 开始，有很多 std::pow 的重载（或函数模板）。这些都是 return float 或 double（除非其中一个参数是 long double 类型——此处不适用）。

因此 std::pow 的重载将更好地匹配......具有双 return 值，并且我们得到浮点舍入。

故事的寓意：不要编写与标准库函数同名的函数，除非你真的知道你在做什么！

Answer 5

-9.223.372.036.854.775.808 结果的唯一可能解释是使用标准库中的 pow 函数返回双精度值。在那种情况下，5 将低于 double 计算的精度，结果将恰好是 -2⁶³ 并转换为 long long 将得到 0x8000000000000000 或 -9.223.372.036.854.775.808.

如果您使用返回 unsigned long long 的函数，您会收到一条警告，指出您将一元负号应用于无符号类型，但仍然会得到一个 ULL。所以整个操作应该作为 unsigned long long 执行，并且应该在没有溢出的情况下给出 0x8000000000000005 作为无符号值。当您将它转换为带符号的值时，结果是未定义的，但我知道的所有编译器都只使用具有相同表示形式的带符号整数，即 -9.223.372.036.854.775.803.

但是只要使用：

，就可以很简单地在没有任何警告的情况下使计算为 signed long long

long long nr =  -1 * pow(4, 31) + 5 - pow(4,31);

此外，这里既没有未定义的强制转换也没有溢出，因此如果 unsigned long long 至少为 64 位，则结果完全按照标准定义。

Visual Studio 中的 long long 值

long long value in Visual Studio

c++

long-long