c - 32位单元C编程语言的范围

Question

我目前正在按照“C primer plus”一书学习C编程语言。

在溢出部分，作者指出

minimum range for long is –2,147,483,647 to 2,147,483,647, corresponding to a 32-bit unit.

我想知道，32 位单元的最大值不应该是 2,147,483,648 而不是作者所说的 2,147,483,647 吗？

我也看到了on tutorial point 32 位单元的范围是 –2,147,483,648 到 2,147,483,647。我非常困惑。

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另外，当我运行代码时

int i = 2147483647;
printf("%d %d %d\n", i, i+1, i+2);

得到结果2147483647 -2147483648 -2147483647，支持32位单元的取值范围是–2,147,483,648 to 2,147,483,647。那么哪个是正确的呢？

PS - 我以前研究过二进制补码系统，据我所知，最大数应该始终是 -(min number) + 1，所以从二进制补码系统，我认为 –2,147,483,647 到 2,147,483,648 更可能是正确的。但是上面的printf好像支持–2,147,483,648 to 2,147,483,647，和作者说的–2,147,483,647 to 2,147,483,647不一样。

Answer 1

32 位内存可以编码，最多，2³² 个不同的值。

C 整数由 3 部分组成:符号位、值位和很少填充位。对于这个答案，假设填充位数为零。

C 支持 3 种整数编码:2 的补码、1 的补码、符号大小。

一个 32 位整数的范围是

1. 2 的补码:[–2,147,483,648 ... 2,147,483,647]目前最常见
2. 1 的补码:[–2,147,483,647 ... 2,147,483,647] 1 个范围小于 2 个
3. 符号大小:[–2,147,483,647 ... 2,147,483,647] 1 个范围小于 2 个

然后所有 3 个都满足 long 的 C 要求:

Their implementation-defined values shall be equal or greater in magnitude (absolute value) to those shown, with the same sign.
- minimum value for an object of type long int LONG_MIN -2147483647
- maximum value for an object of type long int LONG_MAX +2147483647 C11dr §5.2.4.2.1 1

请注意 long以及int可以是 64 位的，范围更广。

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I was wondering, shouldn't the max value for a 32 bit unit be 2,147,483,648

2,147,483,648 与 32 位不兼容 2's complement因为这需要 33 位。

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避免 C 中的整数溢出，因为它是未定义的行为 (UB)。 OP 的文本输出不是确定的。

int i = 2147483647;   // v----v----- UB
printf("%d %d %d\n", i, i+1, i+2);

而是根据 <limits.h> 打印最小值/最大值:

printf("int  min:%d max:%d\n", INT_MIN, INT_MAX);
printf("long min:%ld max:%ld\n", LONG_MIN, LONG_MAX);

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即使 OP 的最小整数是 –2,147,483,648，这并不意味着它是所有实现的最小值。 C 规范只需要 –2,147,483,647 或更少。