简单的计算器不适用于 C 中的大数字

Question

我正在尝试构建一个简单的计算器来执行乘法和加法。

我有这个代码

#include <stdio.h>
#include <string.h>

long result = 0;
long *resultPointer = &result;

long plus(long *current, long num) {
    return (*current + num);
}

long krat(long *current, long num) {
    return (*current * num);
}

int main() {
    char operator[4];
    long num;

  printf("%d\n", 0);
    while(scanf("%s %li", &operator[0], &num) != EOF){
        if (num > 0) {
            if (strcmp(operator, "krat") == 0) {
                *resultPointer = krat(&result, num);
            }

            if (strcmp(operator, "plus") == 0) {
                *resultPointer = plus(&result, num);
            }

            printf("%li\n", result);
        }
    }

    return 0;
}

这是程序的输入

plus 123456789
krat 123456789
plus 0
krat 2
krat 3
krat 4
krat 5
krat 6

这是输出

0
123456789
15241578750190521
30483157500381042
91449472501143126
365797890004572504
1828989450022862520
-7472807373572376496

问题是当数字越来越大时，它们会变成负数。这是变量内存分配的问题吗？如何解决？

Answer 1

变量溢出了。

这里有两个选择。要么为任意大的数字找到解决方案（您可以使用一些库），要么接受您不能使用太大的数字。

有符号 64 位整数可以容纳的最大数字（从您的输出中可以明显看出，long 在您的系统上是 64 位）是 9223372036854775807，无符号 64 位的最大数字是 18446744073709551615。

值得一提的是，溢出仅对无符号类型具有定义的行为。

其他cmets

char[4] 不足以容纳“加号”，因为您需要放置 '\0'。请改用char[5]。

没有理由在此代码中使用指针。除非你有很好的理由，否则我建议改为：

long plus(long current, long num) {
    return current + num;
}

这反过来意味着您可以完全跳过该功能。你不需要一个函数来执行两个整数的加法，因为你有 + 运算符来做这件事。

另外，您对scanf 的使用是不安全的。您可以写超出数组的末尾。改为这样做：scanf("%4s %li" 注意 4。它为字符串提供了最大长度。最重要的是，您不应该检查scanf 以获得EOF。阅读有关它实际返回的内容的文档。

Answer 2

编程语言中的变量有不同的大小。在 c++ 中，long 的大小至少为 32 位（根据Fundamental Types (C++) (Microsoft website) 和C++ Data Types (tutorialspoint website)）。因此，当您分配一个更大的数字需要更多位来存储数字时，它会变成负数（存储数字时的一个补码和 2 的补码系统）。

阅读C++ Data Types (tutorialspoint website) 了解C++ 语言中每个变量的大小，维基百科也有关于one's complement 和two's complement 的好文章。