执行 64 位负整数运算时出现意外结果

Question

说明我的问题的最好方法是通过我实际代码中的这个片段：

ULONG uiDelaySec = 5;

ULONGLONG iiDaysOver = 0;
LONGLONG ii = -10000000LL * (LONGLONG)uiDelaySec / (2 + iiDaysOver);

//Why do I get 'ii' equal to 9223372036829775808?

PS。我是运行这个代码 Visual Studio 2008.

Answer 1

VS 中的调试器面板有问题。如果你 sprintf 你的变量是正确的 -25000000。

非常奇怪的是，如果我如下更改代码，调试窗格是正确的。

int64_t ii = -10000000LL;
ii = ii * (int64_t)uiDelaySec;
ii /= (uint32_t)(2);

关键是如果最后一个除法：如果用 uint64_t 执行，调试视图有问题，用 uint32_t 不是...

Answer 2

问题好像出在-10000000LL * (long long)uiDelaySec除以(2 + iiDaysOver)，因为后者是unsigned long long int，前者是unsigned value。我的 C-Fu 不足以解释为什么会发生这种情况，但下面一行给出了预期的结果，至少使用 gcc 是这样：

long long int ii = -10000000LL * (long long)uiDelaySec / (long long int)(2 + iiDaysOver);

Answer 3

让我们考虑一下这个说法

LONGLONG ii = -10000000LL * (LONGLONG)uiDelaySec / (2 + iiDaysOver);

一步步执行

首先执行的是子表达式

-10000000LL * (LONGLONG)uiDelaySec

类型为LONGLONG，值为

-50000000

然后这个结果必须除以 ULONGLONG 类型的操作数 (2 + iiDaysOver) 因为 iiDaysOver 被定义为

ULONGLONG iiDaysOver = 0;

要执行该操作，编译器应为其操作数使用通用类型。左操作数的类型为 LONGLONG，而右操作数的类型为 ULONGLONG。根据通常的算术转换规则，如果两种类型具有相同的等级，则将有符号类型转换为无符号类型。

来自 C 标准

6.3.1.1 布尔值、字符和整数

— The rank of any unsigned integer type shall equal the rank of the corresponding signed integer type, if any.

和

6.3.1.8 常用算术转换

Otherwise, both operands are converted to the unsigned integer type corresponding to the type of the operand with signed integer type.

因此左操作数将被转换为类型ULONGLONG。你会得到左操作数的负值

-50000000

解释为非负值将具有值

18446744073659551616

要确保它确实有效，您可以插入语句

printf( "%llu\n", ( unsigned long long )-50000000LL );

或者是否将您的类型定义用于基本类型

printf( "%llu\n", ( ULONGLONG )-50000000LL );

将此值除以 2 将得到无符号值

9223372036829775808?

这两种类型都可以表示为非负值：LONGLONG 和 ULONGLONG. 所以这个值将被分配给 ii 而无需任何转换。

执行 64 位负整数运算时出现意外结果

Unexpected result doing 64-bit negative integer arithmetic

c

visual-studio-2008