Was passiert, wenn ich in C long int int zuweise?

Question 1

In einer kürzlichen Hausaufgabe wurde mir gesagt, dass ich es verwenden soll long Variable zum Speichern eines Ergebnisses, da es sich um eine große Zahl handeln kann.

Ich entschied mich zu überprüfen, ob es wirklich wichtig für mich ist, auf meinem System (Intel Core i5/64-Bit Windows 7/gnu gcc Compiler) und fand heraus, dass der folgende Code:

printf("sizeof(char) => %d\n", sizeof(char));
printf("sizeof(short) => %d\n", sizeof(short));
printf("sizeof(short int) => %d\n", sizeof(short int));
printf("sizeof(int) => %d\n", sizeof(int));
printf("sizeof(long) => %d\n", sizeof(long));
printf("sizeof(long int) => %d\n", sizeof(long int));
printf("sizeof(long long) => %d\n", sizeof(long long));
printf("sizeof(long long int) => %d\n", sizeof(long long int));

erzeugt die folgende Ausgabe:

sizeof(char) => 1
sizeof(short) => 2
sizeof(short int) => 2
sizeof(int) => 4
sizeof(long) => 4
sizeof(long int) => 4
sizeof(long long) => 8
sizeof(long long int) => 8

Mit anderen Worten, auf meinem System int und long sind die gleichen, und was auch immer für zu groß sein wird int zu halten, wird zu groß für long auch zu halten.

Um die Hausaufgaben selbst geht es hier nicht. Ich frage mich, wie, auf einem System, wo int < longsoll ich eine zuweisen int zu lang?

Ich bin mir der Tatsache bewusst, dass es zu diesem Thema zahlreiche eng verwandte Fragen gibt, aber ich habe das Gefühl, dass die darin enthaltenen Antworten mir nicht das vollständige Verständnis dafür vermitteln, was in diesem Prozess passieren wird oder passieren kann.

Grundsätzlich versuche ich folgendes herauszufinden:

Soll ich werfen long zu int vor dem Auftrag, bzw seit long
ist kein anderer Datentyp, sondern lediglich ein Modifikator, wird es als unbedenklich angesehen, direkt zuzuweisen?

Was passiert auf Systemen wo long > int? Wird das Ergebnis undefiniert (oder unvorhersehbar) sein oder werden die zusätzlichen Teile der Variablen weggelassen?
Wie sieht das Gießen aus long zu int funktioniert in C?
Wie sieht die Zuordnung aus long zu int funktioniert in C, wenn ich kein Casting verwende?

Question 2

Dafür sorgt die Sprache int ist mindestens 16 Bit, long ist mindestens 32 Bit, und long darstellen kann wenigstens alle Werte, die int darstellen kann.

Wenn Sie a zuweisen long Wert zu einem int Objekt, wird es implizit konvertiert. Es besteht keine Notwendigkeit für eine explizite Besetzung; Es würde lediglich dieselbe Konvertierung angeben, die sowieso stattfinden wird.

Auf Ihrem System, wo int und long zufällig die gleiche Größe und den gleichen Bereich haben, ist die Konvertierung trivial; es kopiert einfach den Wert.

Auf einem System, wo long ist breiter als intwenn der Wert nicht in eine passt int, dann ist das Ergebnis der Konvertierung implementierungsdefiniert. (Oder ab C99 kann es ein implementierungsdefiniertes Signal auslösen, aber ich kenne keinen Compiler, der das tatsächlich tut.) Was typisch Es kommt vor, dass die höherwertigen Bits verworfen werden, aber darauf sollten Sie sich nicht verlassen. (Die Regeln sind für vorzeichenlose Typen unterschiedlich; das Ergebnis der Konvertierung einer vorzeichenbehafteten oder vorzeichenlosen Ganzzahl in einen vorzeichenlosen Typ ist genau definiert.)

Wenn du musst sicher a zuweisen long Wert zu einem int Objekt, können Sie prüfen, ob es passt, bevor Sie die Zuweisung vornehmen:

#include <limits.h> /* for INT_MIN, INT_MAX */

/* ... */

int i;
long li = /* whatever */

if (li >= INT_MIN && li <= INT_MAX) {
    i = li;
}
else {
    /* do something else? */
}

Die Details von “etwas anderem” hängen davon ab, was Sie tun möchten.

Eine Korrektur: int und long sind stets unterschiedliche Typen, auch wenn sie zufällig die gleiche Größe und Darstellung haben. Arithmetische Typen sind frei konvertierbar, daher macht das oft keinen Unterschied, aber zB int* und long* sind unterschiedliche und inkompatible Typen; Sie können a nicht zuweisen long* zu einem int*oder umgekehrt, ohne explizite (und potenziell gefährliche) Umwandlung.

Und wenn Sie feststellen, dass Sie a konvertieren müssen long Wert zu int, sollten Sie als Erstes das Design Ihres Codes überdenken. Manchmal sind solche Umbauten notwendig, aber häufiger sind sie ein Zeichen dafür, dass die int dem Sie zuweisen, sollte als definiert worden sein long an erster Stelle.

Question 3

EIN long kann immer alle Werte darstellen int. Wenn der vorliegende Wert durch den Typ der Variablen dargestellt werden kann, der Sie zuweisen, wird der Wert beibehalten.

Wenn es nicht darstellbar ist, dann ist das Ergebnis für den vorzeichenbehafteten Zieltyp formal unspezifiziert, während es für den vorzeichenlosen Zieltyp als Originalwert modulo 2 angegeben wirdⁿwo n ist die Anzahl der Bits in der Wertdarstellung (was nicht notwendigerweise alle Bits im Ziel sind).

In der Praxis erhalten Sie auf modernen Maschinen Verpackungen auch für signierte Typen.

Das liegt daran, dass moderne Maschinen verwenden Zweierkomplementform um vorzeichenbehaftete Ganzzahlen darzustellen, ohne dass Bits verwendet werden, um “ungültige Werte” oder ähnliches anzuzeigen – dh alle Bits, die für die Wertdarstellung verwendet werden.

Mit n Bits Wertdarstellung jeder ganzzahlige Wert ist x zugeordnet ist x+K*2ⁿ wobei die ganzzahlige Konstante K so gewählt ist, dass das Ergebnis in dem Bereich liegt, in dem die Hälfte der möglichen Werte negativ ist.

Also zB mit 32-bit int der Wert -7 wird als Bitmuster Nummer -7+2 dargestellt³² = 2³²-7, wenn Sie also die Zahl, für die das Bitmuster steht, als Ganzzahl ohne Vorzeichen anzeigen, erhalten Sie eine ziemlich große Zahl.

Der Grund, warum dies aufgerufen wird Zweierkomplement weil es für das binäre Zahlensystem sinnvoll ist, das Zahlensystem zur Basis zwei. Für das binäre Zahlensystem gibt es auch ein Einerkomplement (beachte die Platzierung des Apostrophs). In ähnlicher Weise gibt es für das dezimale Zahlensystem das Zehnerkomplement und das Neunerkomplement. Mit der 4-stelligen Zehnerkomplementdarstellung würden Sie -7 als 10000-7 = 9993 darstellen. Das ist wirklich alles.