使用波浪号获取 int 的 MAX 值答案

【问题标题】：Using tilde to get MAX value for int使用波浪号获取 int 的 MAX 值
【发布时间】：2011-03-25 21:39:30
【问题描述】：

我尝试使用波浪号获取 int 的 MAX 值。但输出不是我所期望的。当我运行这个时：

#include <stdio.h>
#include <limits.h>
int main(){
    int a=0;
    a=~a;
    printf("\nMax value: %d",-a);
    printf("\nMax value: %d",INT_MAX);
    return 0;
}

我得到输出：

最大值：1

最大值：2147483647

我想，（例如）如果我在 RAM 中有 0000（我知道第一位显示的是数字 pozitiv 或负数）。之后 ~ 0000 => 1111 和之后 -(1111) => 0111 ，我会得到 MAX 值。

【问题讨论】：

"using tilde" - 如果你想获得 int 的最大值，总是使用INT_MAX。由于您标记了这个问题 C++，您还可以在 #include <limits> 之后使用 numeric_limits<int>::max()（如果您喜欢过于冗长，或者如果您需要切换类型。）

标签： c++ c memory

【解决方案1】：

您有一个 32 位二进制补码系统。所以 - a = 0 很简单。 ~a 是 0xffffffff。在 32 位二进制补码表示中，0xffffffff 是 -1。基本代数解释说-(-1) 是1，所以这就是您的第一个打印输出的来源。 INT_MAX 是 0x7fffffff。

您的逻辑错误在于以下语句：“-(1111) => 0111”，不正确。二进制补码的算术求反运算等效于~x+1 - 例如：

~x + 1 = ~(0xffffffff) + 1
       = 0x00000000 + 1
       = 0x00000001

【讨论】：

@DarkDust - 没有。 abs(~0) 是abs(0xffffffff) 或abs(-1) 或1，和OP的问题一样。
@Darkdust - 不，没有一个 int 是 abs(~0)。应该是 INT_MAX + 1。
@Bo，又错了。 abs(~0) 是1，至少给定abs() 的合理实现。
总是一个有趣的面试问题。至少在 Java 中，Math.abs() 被定义为在传递 Integer.MIN_VALUE 时返回 -'ve 答案 - 因为它不能返回 +'ve 答案。
@dty，这是真的 - abs() 的标准 C 实现的文档说“最大负整数的绝对值仍然是负数。”在BUGS 部分。鉴于 OP 的程序，printf("%d", abs(a)) 也将最终打印 1。

【解决方案2】：

您是否有不能使用std::numeric_limits<int>::max() 的原因？犯简单的错误要容易得多，而且不可能。

在你的情况下，假设 32 位 int：

int a = 0;   // a = 0
a = ~a;      // a = 0xffffffff = -1 in any twos-comp system
a = -a;      // a = 1

因此，数学是一种不正确的计算机方式。我看不到计算最大值的公式化方法：只需使用 numeric_limits（或 INT_MAX，如果您在纯 C 代码库中）。

【讨论】：

【解决方案3】：

您使用“~”获取最大值的技巧适用于 unsigned 整数。正如其他人指出的那样，它不适用于 signed 整数。

您的帖子显示int，相当于signed int。尝试将类型更改为unsigned int，看看会发生什么。

【讨论】：

【解决方案4】：

没有公式可以计算 C 中带符号整数类型的最大值。您只需使用来自 limits.h 和 stdint.h 的 INT_MAX 等宏。 p>

【讨论】：

【解决方案5】：

二进制1...1111 将始终代表-1。简单的数学说-1 * -1 = 1！永远记住只有一个零：0...0000。如果您现在交换 MSB 并且您是对的，那么您将拥有 10...0000 这将是 -0 这不可能是真的（如数学中的 0 = -0，但您的二进制数将是不同）。

获取数字的负值不仅仅是交换 MSB。

【讨论】：

错了。二进制 1...1 表示 -1 仅适用于 signed 整数类型。
嗯，对，但在上面的例子中，他实际上使用的是int-而不是unsigned int。
在解释和说明计算机如何工作时，需要极其精确地使用语言。这不是允许理论和概念不总是有效的软科学。

【解决方案6】：

它不像指示符号的最高位那么简单。如果是这样，您可以同时拥有 +0 和 -0。您应该阅读二进制补码。

正确答案是

max = (~0) >> 1;

我不是 C/C++ 专家，因此您可能需要>>>。您需要不进行符号扩展的移位运算符。

【讨论】：

问题在于，对于包含负值的 signed 类型，>> 运算符是实现定义的（C++ §5.8 ¶3），在 C 和 C++ 中，您无法精确控制>> 运算符处理符号位。但是，您可以通过 unsigned 类型在该类型上使用 >>。
愚蠢的语言！ ;-) 你的意思是你不能要求它在没有符号扩展的情况下进行轮班？
@dty：是否使用符号扩展是实现定义的。但是您始终可以使用 unsigned 类型在没有符号扩展的情况下获得 shift。
类似（记住，我不是 C/C++ 人）：((unsigned int)~0) >> 1 ?
@dty，这会很好，是的。对于符号幅度或 2 的补码实现，即！

【解决方案7】：

在 2 的补码表示法中 111111... 是 -1；现在，一元减号运算符不只是更改符号位（否则它会在每个正常上下文中提供奇怪的结果），而是正确计算数字的相反数，即 +1。

如果您想更改 MSB，您可以使用位运算符将其简单地设置为零。但是请注意，这种查找 int 类型最大值的方法是不可移植的，因为您正在对标准不要求的数字表示方式做出假设。

【讨论】：