提问人：rogerl 提问时间：3/15/2023 最后编辑：rogerl 更新时间：3/15/2023 访问量：86
将 2**32 平方为 128 位类型失败
Squaring 2**32 into a 128-bit type fails
问：
我希望以下 C 代码会为第一个（确实如此）和第二个（但是，它会产生 ）。为什么？（这是在 Intel Core i7 上的 MacOS 上。8, 16printf1, 00, 0
typedef unsigned long long ll;
typedef unsigned __int128 bigint;
void main() {
ll q;
bigint s;
q = 4294967296ULL; // 2**32
s = q*q;
printf("%d, %d\n", sizeof(ll), sizeof(unsigned __int128));
printf("%lld, %lld\n", s / q, s % q);
}
编辑：将代码修改为以下内容后，结果是相同的（请注意：在原始代码中，我没有尝试打印任何 128 位值）。
void main() {
ll q;
bigint s;
q = 4294967296ULL; // 2**32
s = q*q;
printf("%zu, %zu\n", sizeof(ll), sizeof(unsigned __int128));
printf("%llu, %llu\n", (ll)(s / q), (ll)(s % q));
}
答：
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Eric Postpischil
3/15/2023
#1
In 是一个 64 位 ，乘法是用 64 位算术执行的。由于值为 232，因此数学乘积 2 64 不适合64 位 .它包装模 264，因此计算结果为 0。s = q*q;qunsigned long longqunsigned long long
因此，被赋值 0，这就是打印的内容（除了注释中指出的转换说明符的问题）。sprintf
您可以通过将至少一个操作数转换为所需类型来请求 128 位算术：
s = (bigint) q * q;
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Ted Lyngmo
3/15/2023
#2
在乘法中，使用 s 而不是 s 完成，因此结果会溢出。要么将操作数强制转换为“从头开始”，要么从头开始。s = q*q;unsigned long longunsigned __int128unsigned __int128qunsigned __int128
您还对 使用了错误的转换说明符。用于 .除此之外，除非 gcc 具有用于打印 128 位类型的扩展，否则您需要找到另一种打印方式。printf%zusizeofprintf
例：
#include <inttypes.h>
#include <limits.h>
#include <stdio.h>
typedef unsigned __int128 ubigint;
void print(ubigint x) {
// print top 64 bits first and the lower 64 bits last:
printf("%016" PRIx64 "%016" PRIx64, (uint64_t)(x >> 64), (uint64_t)x);
}
int main() {
ubigint q; // correct type
ubigint s;
q = 4294967296ULL;
s = q * q; // no overflow anymore
printf("%zu, %zu\n", sizeof(long long), sizeof(ubigint));
print(s);
putchar('\n');
print(s / q);
putchar('\n');
print(s % q);
putchar('\n');
}
输出
8, 16
00000000000000010000000000000000
00000000000000000000000100000000
00000000000000000000000000000000
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Bodo
3/15/2023
#3
计算的类型会导致溢出并截断为 的类型。然后将截断的结果分配给具有更大类型的结果。s = q*q;qqs
强制转换为较大的类型以强制在较大的类型中进行计算。s
s = (bigint)q * q;
或者将 的值赋给较大类型的变量，并将其用于计算。q
s = q;
s = s * s;
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0___________
3/15/2023
#4
您需要投射：
typedef unsigned long long ll;
typedef unsigned __int128 bigint;
int main(void)
{
ll q;
bigint s,d;
q = 4294967296ULL; // 2**32
s = (bigint)q*q;
d = q*q;
printf("%lld, %lld\n", (ll)(s / q), (ll)(s % q));
printf("%lld, %lld\n", (ll)(d / q), (ll)(d % q));
}
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printfsizeofprintf__int128s / qs % qlong longunsignedprintf%zusizeof