c - 无符号溢出与 C 中的模数运算符

Question

我在我写的一些 C 代码中遇到了一个错误，虽然它相对容易修复，但我希望能够更好地理解它背后的问题。本质上发生的事情是我有两个无符号整数(实际上是 uint32_t)，当应用模数运算时，它们产生了一个负数的无符号等价物，一个已经被包装并因此“大”的数字。这是一个示例程序来演示:

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

int main(int argc, char* argv[]) {

  uint32_t foo = -1;
  uint32_t u   = 2048;
  uint64_t ul  = 2048;

  fprintf(stderr, "%d\n", foo);
  fprintf(stderr, "%u\n", foo);
  fprintf(stderr, "%lu\n", ((foo * 2600000000) % u));
  fprintf(stderr, "%ld\n", ((foo * 2600000000) % u));
  fprintf(stderr, "%lu\n", ((foo * 2600000000) % ul));
  fprintf(stderr, "%lu\n", foo % ul);

  return 0;

}

这会在我的 x86_64 机器上产生以下输出:

-1
4294967295
18446744073709551104
-512
1536
2047

1536 是我期待的数字，但 (uint32_t)(-512) 是我得到的数字，正如您可能想象的那样，这有点不对劲。

所以，我想我的问题是:在这种情况下，为什么两个无符号数之间的模运算会产生一个大于除数的数(即负数)？这种行为是首选的原因是什么？

Answer 1

我认为原因是编译器将 2600000000 文字解释为带符号的 64 位数字，因为它不适合带符号的 32 位 int。如果将数字替换为 2600000000U，您应该会得到预期的结果。