无符号长长溢出答案

【问题标题】：Unsigned long long overflow无符号长长溢出
【发布时间】：2016-05-22 15:12:57
【问题描述】：

我试图理解为什么这个程序在 2^20-1 值之后会溢出。我所有的变量都声明为 unsigned long long，但是当我输入 1048756 2^20 时，它进入了溢出，而不是将其转换为二进制数。我以为u-l-l的范围是2^64-1。我包含了limits.h库，最大值是8个字节。这是代码：

#include <stdio.h>
int main(){
  unsigned long long n = 100000000;
  printf("%llu \n",decimal_binary(n));
  return 0;
}

unsigned long long decimal_binary(unsigned long long n)  
{
  unsigned long long rem, i=1, binary=0;
  while (n!=0)
  {
    rem=n%2; 
    n/=2;
    binary+=rem*i;
    i*=10;
  }
  return binary;
}

输出是： 14184298036271661312（显然不是二进制数）

【问题讨论】：

@callyalater - 无论系统如何，unsigned long long 至少具有问题中指示的范围，即从 0 到 2^64 - 1。
请缩进您的代码。
unsigned long long decimal_binary(unsigned long long n) 未在使用前声明。确保在您的编译器中启用警告。
使用 OP 的方法，代码需要大约 89 位整数才能正确显示 decimal_binary(100000000) 的结果。
1048756₁₀ 是 100000000000000000000₂ (2²⁰)。您的 decimal_binary 函数正在尝试将其转换为 100000000000000000000₁₀ (10²⁰)。这需要一个至少 67 位宽的无符号整数。适合 64 位无符号整数的最大值约为 1.8447x10¹⁹。你看到问题了吗？

标签： c++ c printf scanf

【解决方案1】：

 18446744073709551615 // 2^64-1 
100000000000000000000 // 2^20 in your funny "decimal binary"

现在看到问题了吗？

顺便说一句，如果你想摆脱平台依赖性，请使用stdint.h 中的uint64_t 而不是unsigned long long。

【讨论】：

注意：兼容的 C 编译器/平台不需要提供uint64_t
为了澄清之前的评论，@chux 是迂腐的。所有编译器 OP 都可能遇到 do 支持 uint64_t。您绝对不应该将该评论作为不使用这些类型的理由。
unsigned long long 保证存在（假设 C99 或更高版本），并且保证具有至少 0 到 2**64-1 的范围。如果您不需要uint64_t 提供的额外保证（无填充位，正好 64 位），使用unsigned long long 没有任何问题。
uint64_t 引入了强大的平台依赖性。除非目标平台具有原生 64 位 hardware 类型，否则不允许这样做。 unsigned long long 始终至少为 64 位，uint_fast64_t 和 uint_least64_t 也是如此，并且所有这三个都存在于所有平台的一致编译器上。
@PeteBecker 你有关于uint64_t 需要hardware 支持声明的参考吗？一个快速的谷歌并没有带来任何东西，这对我来说听起来很牵强。毕竟，我们已经在 16 位架构上使用了 long。

【解决方案2】：

看起来你真正想要的是以二进制格式输出一个数字。您不能将转换重新转换为这样的整数类型。你需要构造一个字符串：

void decimal_binary(unsigned long long n, char str[])
{
  unsigned long long rem, len=0, temp, i;
  while (n!=0)
  {
    rem=n%2;
    n/=2;
    // put the binary digit into the string
    str[len++] = rem ? '1' : '0';
  }
  str[len] = '\x0';
  // the digits were inserted in reverse order, so reverse the string.
  for (i=0;i<=len/2;i++) {
    temp = str[i];
    str[i] = str[len-1-i];
    str[len-1-i] = temp;
  }
}

int main(void){
    char buff[200];
    unsigned long long n = 100000000;
    decimal_binary(n,buff);
    printf("%s \n",buff);
    return 0;
}

输出：

101111101011110000100000000

【讨论】：

【解决方案3】：

让您的代码检测数学何时变得太大。

#include <stdio.h>
#include <limits.h>

unsigned long long decimal_binary(unsigned long long n)
{
  unsigned long long rem, i=1, binary=0, n0;
  n0 = n;
  while (n!=0)
  {
    rem=n%2;
    n/=2;
    binary+=rem*i;
    if (i > ULLONG_MAX/10) {
      printf("OF %llu %llu\n", n0 , i);
      return 0;
    }
    i*=10;
  }
  return binary;
}


int main(){
  unsigned long long n = 100000000;
  printf("%llu %llu\n",n,decimal_binary(n));
  n = 100000;
  printf("%llu %llu\n",n, decimal_binary(n));
  return 0;
}

输出

OF 100000000 10000000000000000000
100000000 0 
100000 11000011010100000

【讨论】：

【解决方案4】：

main()
{
unsigned long long n = 100000000;
int i;
for(i=sizeof(unsigned long long int)*8-1;i>=0;printf("%llu",n>>i--&1));`
}
OUTPUT::00000000 00000000 00000000 00000000 00000101 11110101 11100001 00000000

【讨论】：