c++中的Sign Extension是编译器选项，还是编译器相关的还是目标相关的?

Is Sign Extension in C++ a compiler option, or compiler dependent or target dependent?

本文关键字：编译器 目标 选项 中的 Sign Extension c++      更新时间：2023-10-16

以下代码已在3个不同的编译器和3个不同的处理器上编译，并给出了2个不同的结果:

typedef unsigned long int u32;
typedef signed long long s64;
int main ()
{ u32 Operand1,Operand2;
  s64 Result;
  Operand1=95;
  Operand2=100;
  Result= (s64)(Operand1-Operand2);}

Result产生2个结果:要么-5或4294967291

我确实理解(Operand1-Operand2)的操作是作为32位无符号计算完成的，然后当转换为s64符号扩展时，在第一种情况下正确完成，但在第二种情况下没有正确完成。

我的问题是符号扩展是否可以通过编译器选项来控制，或者它是编译器依赖的，或者它可能是目标依赖的。

您的问题是您假设unsigned long int为32位宽，signed long long为64位宽。这个假设是错误的

我们可以通过使用具有保证(标准)位宽度的类型来可视化发生的事情:

int main() {
    {
        uint32_t large = 100, small = 95;
        int64_t result = (small - large);
        std::cout << "32 and 64 bits: " << result << std::endl;
    }  // 4294967291
    {
        uint32_t large = 100, small = 95;
        int32_t result = (small - large);
        std::cout << "32 and 32 bits: " << result << std::endl;
    }  // -5
    {
        uint64_t large = 100, small = 95;
        int64_t result = (small - large);
        std::cout << "64 and 64 bits: " << result << std::endl;
    }  // -5
    return 0;
}

在这三种情况下，表达式small - large的结果都是unsigned整数类型(根据宽度)的结果。这个结果是用模运算计算的。

在第一种情况下，由于该无符号结果可以存储在更宽的有符号整数中，因此不执行值转换。

在其他情况下，结果不能存储在有符号整数中。因此，执行实现定义的转换，这通常意味着将无符号值的位模式解释为有符号值。因为结果是"大"，所以将设置最高位，当将其作为有符号值(在2的补码下)处理时，相当于一个"小"的负值。

显示来自Lưu Vĩnh Phúc:

的注释

Operand1-Operand2是无符号的，因此当转换为s64时，它总是零扩展。[. .]

符号扩展只在第一种情况下进行，因为只有在这种情况下才有扩展转换，并且它确实总是零扩展。

引自标准，强调我的。关于small - large:

如果目的类型是无符号的，结果值是与源整数相等于的最小无符号整数(对2^n$取模，其中n是用来表示无符号类型的位数)。[. .]

§4.7/2

关于无符号到有符号的转换:

如果整型转换的目的类型[]是有符号的，如果该值可以用目的类型表示，则该值不变;否则，该值为实现定义的。

§4.7/3

Sign扩展依赖于平台，其中平台是编译器、目标硬件架构和操作系统的组合。

此外，正如Paul R提到的，内置类型(如unsigned long)的宽度也依赖于平台。使用<cstdint>中的类型来获得固定宽度的类型。然而，它们只是依赖于平台的定义，因此它们的符号扩展行为仍然依赖于平台。

这是一个很好的几乎重复的问题，关于字体大小。这里有一个关于字体大小关系的表格

类型提升和相应的符号扩展由c++语言指定。

未指定但与平台相关的是所提供的整数类型的范围。char, short int, int, long int和long long int都具有相同的范围，只要该范围满足long long int的c++标准要求，它甚至符合标准。在这样的平台上，不会发生任何扩大或缩小，但是有符号<->无符号转换仍然可以改变值。

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