如何可移植地检查 SuSv3 数据类型的极值？答案

【问题标题】：How to portably check extremal values for SuSv3 data types?如何可移植地检查 SuSv3 数据类型的极值？
【发布时间】：2014-01-22 10:45:54
【问题描述】：

SuSv3 要求ssize_t 是有符号整数类型。如果我想检查我计算的值是否大于此类数据类型允许的最大值，我可以将其与INT_MAX 进行比较，这不太好。

有没有一种更便携的方式可以完成这种比较 - 一个宏/函数f，就像在

中一样工作

 f(<typedef'ed datatype>) = {maximum value allowed for <TDDT> on this system)?

，还是短序列的这样的操作相同的排序？

系统：
Ubuntu 12.04.
glibc 2.15
内核 3.2.0

P.S.：在谷歌上搜索时，我首先认为 gcc 扩展“typeof”听起来很有希望；但它似乎在这里没有帮助（或者是吗？）。这就是说我可以接受任何可能是 gcc 扩展/属性/等的东西。

【问题讨论】：

"我可以将它与 INT_MAX 进行比较，这不太好。" 为什么？还是您指的是与INT_MAX 进行比较以测试该值是否适合ssize_t？这确实不太好，因为应该使用-((SIZE_MAX+1)/2-1)。
@alk：也许我的想法有缺陷，但我的意思是保持与 SuS 标准（或其继任者）可能需要的 ssize_t 的任何未来变化（这显然只是一个示例数据类型） .似乎不太可能发生变化，但是如果在未来的修订版中 typdef int ssize_t （同样，显然只是一个例子）怎么办？我正在通过 Kerrisk 以我的方式工作，这个问题浮现在我的脑海中。或者，在这种情况下，标准 API 编码会使用 INT_MAX 吗？
...我的意思是输入 typedef unsigned int ssize_t...
如果您需要特定的位宽，请坚持使用u/intXY_t 整数类型，因为它们的宽度是明显且恒定的，因此您不需要使用 MIN/MAX 宏。对于像s/size_t、u/intprt_t、ptrdiff_t 这样的其他人来说，位宽并不重要，因为它们被明确引入以解决位宽问题。所以请原谅，但我真的不明白你的问题的重点。

标签： c++ c typedef type-conversion sus

【解决方案1】：

对于无符号算术类型，(type)-1 是最大值。由于您不知道类型的相对大小是多少，因此转换为uintmax_t：

#define UNSIGNED_TYPE_MAX(t) ((uintmax_t)(t)-1)
if ((uintmax_t)x > UNSIGNED_TYPE_MAX(size_t)) puts("too large");

签名类型没有这样的快捷方式。事实上，我认为在严格可移植的 C89 或 C99 中没有任何方法可以确定带符号类型的最大值，而不使用相应的常量，例如 SSIZE_MAX for ssize_t。对于 ISO C 中定义的类型，C99 为 stdint.h 中定义的每种算术类型指定常量。对于 POSIX 中定义但标准 C 中未定义的类型，limits.h 中有许多值；请注意，它们是类型预期的有效值的限制，而不是可以适合类型的限制。例如，如果 size_t 是 32 位类型，则 SIZE_MAX 保证为 2³²-1，而 SSIZE_MAX 可能小于 2³¹-1 如果实现不支持任何大于此的字节数。

假设整数以二进制表示并且没有填充位，如果您将自己限制为 POSIX（其中CHAR_BIT 是always 8），这是安全的，您可以通过计算推导出最大值类型的大小：有符号类型中只有一个符号位，其他都是值位。

#define SIGNED_TYPE_MAX(t) (((uintmax_t)1 << (sizeof(t) * CHAR_BIT - 1)) - 1)

请注意，诸如“加倍直到停止增长”或“推入位模式 0111…111”之类的内容是不可靠的。 C 标准说有符号类型的行为是未定义的，GCC 利用这一点对有符号类型的操作执行优化，如果发生溢出，可能会导致错误值。例如，它可能会在更大的寄存器中执行计算，这样就不会发生溢出。

【讨论】：

Tyvm！这很聪明，但请允许我提出一些后续问题（如前所述，我对此很陌生）：（i）uintmax_t 到底是什么（这个名字很清楚，但这是我第一次看到数据类型），（ii）我什至不知道常量 SSIZE_MAX 存在（但现在在 posix1_lim.h 中找到了它（谢谢！） - 但是，说 SIZE_MAX 不存在，对吗？ POSIX typdefs 这样的常量存在吗？（iii）CHAR_BIT 到底是什么（我理解你上次#define 的逻辑；但也不知道这个）。
如果您认为这值得提出一个单独的问题，以免过度搭便车，我可以投票赞成，我很乐意提出另一个问题。 --add--再看一遍，我注意到 SSIZE_MAX 实际上是 LONG_MAX，所以我最初使用 INT_MAX 的建议是双重可疑的。
@gnometorule：搜索标准 C 标头 <limits.h>、<stdint.h> 和 <inttypes.h>。
@gnometorule 我已经为适当的标头添加了指向 Single Unix 规范的链接。使用标准标头名称，posix1_lim.h 是一个内部的、不可移植的标头名称。 SIZE_MAX 确实存在。 CHAR_BIT 是每个字节的位数。并非所有 POSIX 类型都有定义的限制，只有用于计算的限制，并非所有用于系统句柄的限制，例如 uid_t。
这太棒了，非常感谢。按照@mafso 的建议，我已经在 stdint.h 中找到了 uintmax_t，现在将检查其余部分。