将十六进制字符串转换为有符号整数会在不同平台上产生不同的值

Question

我正在处理一个我想成为多平台的程序中的边缘情况。这是问题的摘录：

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

void print_bits(size_t const size, void const * const ptr){
    unsigned char *b = (unsigned char*) ptr;
    unsigned char byte;
    int i, j;

    for (i=size-1;i>=0;i--)
    {
        for (j=7;j>=0;j--)
        {
            byte = (b[i] >> j) & 1;
            printf("%u", byte);
        }
    }
    puts("");
}

int main() {

char* ascii = "0x80000000";
int myint = strtol(ascii, NULL, 16);

printf("%s to signed int is %d and bits are:\t", ascii, myint);
print_bits(sizeof myint, &myint);

return 0;
}

所以当我在 Linux 上使用 GCC 编译时，我会得到以下输出：

0x80000000 to signed int is -2147483648 and bits are:   10000000000000000000000000000000

在 Windows 上，使用 MSVC 和 MinGW 我得到：

0x80000000 to signed int is 2147483647 and bits are:    01111111111111111111111111111111

我认为 GCC 输出了正确的预期值。我的问题是，这种差异从何而来，如何确保在所有编译器上我得到正确的结果？

更新

这段代码背后的原因是，我必须检查 HEX 值的 MSB（#31 位）是 0 还是 1。然后，我必须得到接下来 7 位的无符号整数值（#30 到#24) 结果（如果是0x80000000这7位应该导致0：

    int msb_is_set = myint & 1;
    uint8_t next_7_bits;

next_7_bits = myint >> 24; //fine on GCC, outputs 0 for the next 7 bits
#ifdef WIN32 //If I do not do this, next_7_bit will be 127 on Windows instead of 0
    if(msb_is_set )
        next_7_bits = myint >> 1;
#endif

附：这是在同一台机器上（i5 64bit）

Answer 1

您在这里处理不同的数据模型。

Windows 64 使用LLP64，这意味着只有long long，并且指针是64 位的。 当strtol 转换为long 时，它转换为32 位值，而32 位有符号整数中的0x80000000 为负数。

Linux 64 使用LP64，所以long、long long 和指针都是64 位的。 我猜你现在明白这里发生了什么；）

---

感谢 cmets，我意识到我最初的回答是错误的。不同的结果确实与这些平台上的不同模型有关。 但是：在LP64 模型的情况下，您需要转换为无法保存值的有符号类型，这是实现定义的。 int 在两个平台上都是 32 位的，而 32 位的 int 不能容纳 0x80000000。所以正确的答案是：你不应该期望你在 Linux64 上的代码有任何结果。在 Win64 上，由于 long 仅 32 位，strtol() 正确返回 LONG_MAX 为 0x80000000，恰好比您的输入小一。

Answer 2

int myint = strtol(ascii, NULL, 16);

strtol 是“字符串转长”，而不是字符串转 int。

另外，您可能希望 0x800000000 为无符号长整数。

您可能会发现在（那个版本的）Linux 上，int 是 64 位的，而在（那个版本的）Windo3ws 上，int 是 32 位的。

Answer 3

不要这样做：

#ifdef __GCC__ 

因为编译器开关可能会改变工作方式。最好这样做：

在某处的某个标题中：

#ifdef __GCC__
#define FEATURE_SHIFT_RIGHT_24
#endif
#ifdef __MSVC__
#define FEATURE_SHIFT_RIGHT_1
#endif

然后在你的主代码中：

#ifdef FEATURE_SHIFT_RIGHT_24
next_7_bits = myint >> 24;
#endif
#ifdef FEATURE_SHIFT_RIGHT_1
   if(msb_is_set )
     next_7_bits = myint >> 1;
#endif

您的代码应处理实现细节，并且标头应检查哪个编译器需要哪个实现。

这将所需的代码与检测此编译器所需的方法分开。在您的标头中，您可以对编译器功能进行更复杂的检测。

例如

#ifdef __GCC__ && __GCCVERION__ > 1.23

等

Answer 4

这是关于您的更新。虽然我不确定你的意图是什么，但让我们先指出一些错误：

#ifdef WIN32

定位win32 时始终定义的宏是_WIN32，而不是WIN32。

然后你有另一个#ifdef 检查 GCC，但这不会像你期望的那样：GCC 也存在于 win32 上，它使用与 MSVC 相同的数据模型。 IOW，您可以同时定义__GCC__ 和_WIN32。

您说您想知道是否设置了 MSB。然后只需确保将您的字符串转换为unsigned int 并直接检查此位：

#include <limits.h>
// [...]
unsigned int myint = strtoul(ascii, NULL, 16); // <- strtoul(), not strtol()!
unsigned int msb = 1U << (sizeof(unsigned int) * CHAR_BIT - 1);
if (myint & msb)
{
    // msb is set
}

顺便说一句，请参阅this answer 以获得一种真正可移植的方法来获取整数类型的位数。 sizeof() * CHAR_BIT 将在具有填充位的平台上失败。