将整数提升为 long 或 unsigned long答案

【问题标题】：promoting integer to long or unsigned long将整数提升为 long 或 unsigned long
【发布时间】：2015-05-14 21:04:20
【问题描述】：

static uint32_t get_num(void);

uint32_t get_count(unsigned int mask)
{
  uint8_t i = 0;
  uint32_t count = 0;

  while (i < get_num())
  {
     if (mask & (1 << i++))
       count++;
  }

  return count;
}

在这段代码中，(1L << i++) 或 (1UL << i++) 哪个更安全？

【问题讨论】：

get_num的范围是多少？
为什么要把i 变成uint8_t？
无。在表达式中使用副作用进行编程是邪恶的。
请参阅Bit Twiddling Hacks 了解对整数中设置的位进行计数的更好方法。
@chux：最好避免使用有符号整数进行右移，因为无论移位是有符号还是无符号，标准都明确地保持开放。这被编译器合法利用，因为并非所有 CPU 都签署了右移指令。

标签： c types type-conversion

【解决方案1】：

无符号操作数更安全一些，因为只有这样才能在get_num() 返回该操作数类型的位数时定义所有移位的行为。如果unsigned long 比unsigned int 宽，那么UL 比U 稍微安全一些，但仅适用于容纳无论如何都无效的get_num() 结果。

然而，更安全的是：

uint32_t get_count(uint32_t mask)
{
  uint8_t num = get_num();

  if (num == 0) return 0;

  /* mask off the bits we don't want to count */
  mask &= ~((uint32_t) 0) >> ((num < 32) ? (32 - num) : 0);

  /* count the remaining 1 bits in mask, leaving the result in mask */
  mask = (mask & 0x55555555) + ((mask & 0xaaaaaaaa) >> 1);
  mask = (mask & 0x33333333) + ((mask & 0xcccccccc) >> 2);
  mask = (mask & 0x0f0f0f0f) + ((mask & 0xf0f0f0f0) >> 4);
  mask = (mask & 0x00ff00ff) + ((mask & 0xff00ff00) >> 8);
  mask = (mask & 0x0000ffff) + ((mask & 0xffff0000) >> 16);

  return mask;
}

【讨论】：

在班次中使用完全匹配的尺寸类型：+1。优于U、UL 或L 等。
恐怕缺少括号：+ 的绑定比 >> 更强
int-literals 应该是 UL（L 获得至少 32 位，U 因为这是无符号的）。此外，我会限制结果，而不是提前屏蔽：删除行 mask &= ... 并更改 return mask & ((1UL << num) - 1); 确保条件和一些算术操作。 num 应该没有 stdtype (unsigned int) 或者是快速的类型之一（让 arch 选择最好的）。
unsigned long （UL 用于文字）至少是 32 位，所以是的，使用它是安全的！如果是 64 位，编译器可以（并将）将其优化为所有 32 位。
@Olaf，十六进制文字不需要 U 或 L。十六进制文字的值始终是无符号的，并且会自动为其选择有符号或无符号类型，该类型足够宽以容纳其值。 mask will be promoted, if necessary, for the bitwise &` 运算和求和，但这是保值的，结果可以安全地分配回 mask 而不会修改或丢失。

【解决方案2】：

如果您只想计算 uint 中的 1 位并使用 gcc，您应该查看内置函数（此处：int __builtin_popcount (unsigned int x)）。这些可以预期得到高度优化，甚至在可用的情况下使用 CPU 的特殊指令。（可以非常适合 gcc 测试）。

但是，不确定get_num() 会产生什么——它似乎不依赖于mask，所以它的输出可以用来限制popcount 的结果。

以下使用循环，并且在某些架构上可能比并行添加树更快（如果时间很重要，应该分析两个版本）。

unsigned popcount(uint32_t value, unsigned width)
{
    unsigned cnt = 0;   // actual size intentionally by arch

    if ( width < 32 )
        value &= (1UL << width) - 1;  // limit to actual width

    for ( ; value ; value >>= 1 ) {
        cnt += value & 1U;    // avoids a branch
    }
    return cnt;
}

注意宽度是传递给函数的。

在具有

【讨论】：