如何在不损失结果范围的情况下将C中的uint转换为int

2024-05-05 • 问答

我想要两个无界整数之间的差，每个整数由uint32_t值表示，该值是取2 ^ 32为模的无界整数。如，例如，TCP序列号。请注意，与more restricted questions that do not allow wrapping around 0不同， modulo 2 ^ 32 表示形式可以环绕0。

假定基础无界整数之间的差在正常int的范围内。我想要这个带符号的差异值。换句话说，返回正常int范围内的值，该值等于两个uint32_t输入以模2 ^ 32为模的差。

例如，0 - 0xffffffff = 1，因为我们假定基础无界整数在int范围内。证明：如果A mod 2 ^ 32 = 0且B mod 2 ^ 32 = 0xffffffff，则（A = 0，B = -1）（mod 2 ^ 32）因此（AB = 1）（mod 2 ^ 32）和在int范围内，该模类具有单个代表1。

我使用了以下代码：

static inline int sub_tcp_sn(uint32_t a,uint32_t b)
{
    uint32_t delta = a - b;

    // this would work on most systems
    return delta;

    // what is the language-safe way to do this?
}

这在大多数系统上都有效，因为它们对uint和int都使用模2 ^ 32表示形式，并且普通的模2 ^ 32减法是在此处生成的唯一合理的汇编代码。

但是，我相信C标准仅在delta>=0时定义上述代码的结果。例如，在this question上，一个答案是：

如果我们将超出范围的值分配给带符号类型的对象，则结果不确定。该程序似乎可以运行，可能会崩溃，否则可能会产生垃圾值。

如何根据C标准从uint到int进行模2 ^ 32转换？

注意：我希望答案代码不包含条件表达式，除非您可以证明它是必需的。（在代码说明中进行案例分析就可以了。）

#include <stdint.h> // uint32_t #include <limits.h> // INT_MAX #include <assert.h> // assert static inline int sub_tcp_sn(uint32_t a,uint32_t b) { uint32_t delta = a - b; return delta <= INT_MAX ? delta : -(int)~delta - 1; }

typedef long long sint64_t; static inline sint64_t sub_tcp_sn_custom_range(uint32_t a,uint32_t b,sint64_t out_min,sint64_t out_max) { assert(sizeof(sint64_t) == 8); uint32_t delta = a - b; sint64_t result = delta <= out_max ? delta : -(sint64_t)-delta; assert(result >= out_min && result <= out_max); return result; }

如何在不损失结果范围的情况下将C中的uint转换为int

you6251545 回答：如何在不损失结果范围的情况下将C中的uint转换为int

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