c - 标准 C 中是否需要文字后缀？

Question

有一个问题已经回答了变量声明的特殊情况，但是其他文字常量的使用呢？

例如:

uint64_t a;
...
int32_t b = a / 1000000000;

在任何标准 C 编译器中，最后一段代码是否等同于下一段代码？

uint64_t a;
...
int32_t b = (int32_t)(a / UINT64_C(1000000000));

换句话说，是否需要 xINTn_C 宏(假设我们在隐式转换错误的情况下使用显式转换)？

编辑

当编译器读取 1000000000 时，是否允许在内部表示中将其存储为 int(丢弃所有溢出位)，或者它必须以尽可能高的精度存储它( long long) 直到它解析整个表达式类型？它是实现定义的行为还是标准强制要求的？

Answer 1

您的第二个示例不是有效的 C99，看起来像 C++。也许你想要的是一个类型转换，即 (int32_t)(a/UINT64_C(1000000000))?

a/UINT64_C(1000000000) 和 a/1000000000 有区别吗？不，他们最终会进行相同的操作。但我不认为这真的是你的问题。

我认为您的问题归结为整数文字“1000000000”的类型是什么？它是 int32_t 还是 int64_t？ C99中的答案来自§6.4.4.1第5段:

The type of an integer constant is the first of the corresponding list in which its value can be represented.

对于没有后缀的十进制常量，列表为int、long int、long long int。所以第一个文字几乎肯定是 int(取决于 int 的大小，它可能是 32 位，因此大到足以容纳 10 亿)。带有 UINT64_C 宏的第二个文字可能是 unsigned long 或 unsigned long long，具体取决于平台。它将是与 uint64_t 对应的任何类型。

所以常量的类型是不一样的。第一个将签名，而第二个未签名。第二个很可能有更多的“longs”，这取决于基本 int 类型的编译器大小。

在您的示例中，文字具有不同的类型没有区别，因为 / 运算符需要将文字提升为 a 的类型(因为 a 在任何情况下都将与文字具有相同或更高的等级)。这就是为什么我不认为这真的是你的问题。

关于为什么 UINT64_C() 很重要的例子，考虑一个表达式，如果文字被提升为更大的类型，结果会发生变化。即，溢出将发生在文字的 native 类型中。

int32_t a = 10;
uint64_t b = 1000000000 * a;  // overflows 32-bits
uint64_t c = UINT64_C(1000000000) * a; // constant is 64-bit, no overflow

要计算 c，编译器需要将 a 提升为 uint64_t 并执行 64 位乘法。但是为了计算 b，编译器将使用 32 位乘法，因为这两个值都是 32 位的。

在最后一个示例中，可以使用强制转换代替宏:

uint64_t c = (uint_least64_t)(1000000000) * a;

这也会强制乘法至少为 64 位。

为什么你会使用宏而不是转换文字？一种可能性是因为十进制文字是有符号的。假设您想要一个不能表示为有符号值的常量？例如:

uint64_t x = (uint64_t)9888777666555444333;    // warning, literal is too large
uint64_t y = UINT64_C(9888777666555444333);    // works
uint64_t z = (uint64_t)(9888777666555444333U); // also works

另一种可能性是预处理器表达式。强制转换不是用于 #if 指令表达式的合法语法。但是 UINTxx_C() 宏是。

由于宏使用粘贴到文字上的后缀并且没有短的后缀，因此人们可能会发现 UINT16_C(x) 和 UINT32_C(x) 是相同的。这给出了 (uint_least16_t)(65537) != UINT16_C(65537) 的结果。不是人们所期望的。事实上，我很难看出这如何符合 C99 §7.18.4.1:

The macro UINTN_C(value) shall expand to an integer constant expression corresponding to the type uint_leastN_t.