64

是否有PRIu128类似于PRIu64from的行为<inttypes.h>

printf("%" PRIu64 "\n", some_uint64_value);

或手动逐位转换:

int print_uint128(uint128_t n) {
  if (n == 0)  return printf("0\n");

  char str[40] = {0}; // log10(1 << 128) + '\0'
  char *s = str + sizeof(str) - 1; // start at the end
  while (n != 0) {
    if (s == str) return -1; // never happens

    *--s = "0123456789"[n % 10]; // save last digit
    n /= 10;                     // drop it
  }
  return printf("%s\n", s);
}

是唯一的选择吗?

请注意,这uint128_t是我自己的 typedef __uint128_t

4

14 回答 14

35

GCC 4.7.1 手册说:

6.8 128 位整数

作为扩展,整数标量类型__int128支持具有足够宽以容纳 128 位的整数模式的目标。只需写__int128一个有符号的 128 位整数,或 unsigned __int128一个无符号的 128 位整数。GCC 不支持为具有小于 [ sic ] 128 位宽度的整数__int128的目标表示类型的整数常量。long long

有趣的是,尽管没有提及__uint128_t,但即使设置了严格的警告,也可以接受该类型:

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    __uint128_t u128 = 12345678900987654321;
    printf("%llx\n", (unsigned long long)(u128 & 0xFFFFFFFFFFFFFFFF));
    return(0);
}

汇编:

$ gcc -O3 -g -std=c99 -Wall -Wextra -pedantic xxx.c -o xxx  
xxx.c: In function ‘main’:
xxx.c:6:24: warning: integer constant is so large that it is unsigned [enabled by default]
$

(这是在 Mac OS X 10.7.4 上使用家庭编译的 GCC 4.7.1。)

将常量更改为0x12345678900987654321,编译器会说:

xxx.c: In function ‘main’:
xxx.c:6:24: warning: integer constant is too large for its type [enabled by default]

所以,操纵这些生物并不容易。十进制常量和十六进制常量的输出是:

ab54a98cdc6770b1
5678900987654321

对于十进制打印,最好的办法是查看该值是否大于 UINT64_MAX;如果是,则除以小于 UINT64_MAX 的 10 的最大幂,打印该数字(并且您可能需要第二次重复该过程),然后以小于 10 的最大幂为模打印残差UINT64_MAX,记得用前导零填充。

这导致类似:

#include <stdio.h>
#include <inttypes.h>

/*
** Using documented GCC type unsigned __int128 instead of undocumented
** obsolescent typedef name __uint128_t.  Works with GCC 4.7.1 but not
** GCC 4.1.2 (but __uint128_t works with GCC 4.1.2) on Mac OS X 10.7.4.
*/
typedef unsigned __int128 uint128_t;

/*      UINT64_MAX 18446744073709551615ULL */
#define P10_UINT64 10000000000000000000ULL   /* 19 zeroes */
#define E10_UINT64 19

#define STRINGIZER(x)   # x
#define TO_STRING(x)    STRINGIZER(x)

static int print_u128_u(uint128_t u128)
{
    int rc;
    if (u128 > UINT64_MAX)
    {
        uint128_t leading  = u128 / P10_UINT64;
        uint64_t  trailing = u128 % P10_UINT64;
        rc = print_u128_u(leading);
        rc += printf("%." TO_STRING(E10_UINT64) PRIu64, trailing);
    }
    else
    {
        uint64_t u64 = u128;
        rc = printf("%" PRIu64, u64);
    }
    return rc;
}

int main(void)
{
    uint128_t u128a = ((uint128_t)UINT64_MAX + 1) * 0x1234567890ABCDEFULL +
                      0xFEDCBA9876543210ULL;
    uint128_t u128b = ((uint128_t)UINT64_MAX + 1) * 0xF234567890ABCDEFULL +
                      0x1EDCBA987654320FULL;
    int ndigits = print_u128_u(u128a);
    printf("\n%d digits\n", ndigits);
    ndigits = print_u128_u(u128b);
    printf("\n%d digits\n", ndigits);
    return(0);
}

输出是:

24197857200151252746022455506638221840
38 digits
321944928255972408260334335944939549199
39 digits

我们可以使用以下方法进行验证bc

$ bc
bc 1.06
Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000 Free Software Foundation, Inc.
This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
For details type `warranty'. 
ibase = 16
1234567890ABCDEFFEDCBA9876543210
24197857200151252746022455506638221840
F234567890ABCDEF1EDCBA987654320F
321944928255972408260334335944939549199
quit
$

显然,对于十六进制,过程更简单;您只需两个操作即可移动、遮罩和打印。对于八进制,由于 64 不是 3 的倍数,因此您必须通过类似的步骤进行十进制运算。

print_u128_u()界面并不理想,但它至少会返回打印的字符数,就像现在一样printf()。调整代码以将结果格式化为字符串缓冲区在编程中并非完全是微不足道的练习,但也不是非常困难。

于 2012-07-26T00:23:22.687 回答
22

不,库中不支持打印这些类型。它们甚至不是 C 标准意义上的扩展整数类型。

您从背面开始打印的想法很好,但您可以使用更大的块。在 P99 的一些测试中,我有这样一个函数,它使用

uint64_t const d19 = UINT64_C(10000000000000000000);

作为适合 的 10 的最大幂uint64_t

作为十进制,这些大数字很快就会变得不可读,因此另一个更简单的选择是以十六进制打印它们。然后你可以做类似的事情

  uint64_t low = (uint64_t)x;
  // This is UINT64_MAX, the largest number in 64 bit
  // so the longest string that the lower half can occupy
  char buf[] = { "18446744073709551615" };
  sprintf(buf, "%" PRIX64, low);

得到下半部分,然后基本相同

  uint64_t high = (x >> 64);

为上半部分。

于 2012-07-25T21:21:22.327 回答
6

我没有内置解决方案,但除法/模数很昂贵。您只需移位即可将二进制转换为十进制。

static char *qtoa(uint128_t n) {
    static char buf[40];
    unsigned int i, j, m = 39;
    memset(buf, 0, 40);
    for (i = 128; i-- > 0;) {
        int carry = !!(n & ((uint128_t)1 << i));
        for (j = 39; j-- > m + 1 || carry;) {
            int d = 2 * buf[j] + carry;
            carry = d > 9;
            buf[j] = carry ? d - 10 : d;
        }
        m = j;
    }
    for (i = 0; i < 38; i++) {
        if (buf[i]) {
            break;
        }
    }
    for (j = i; j < 39; j++) {
        buf[j] += '0';
    }
    return buf + i;
}

(但显然 128 位除法/模数并不像我想象的那么昂贵。在带有 GCC 4.7 和 Clang 3.1 的 Phenom 9600 上-O2,这似乎比 OP 的方法慢 2x-3x。)

于 2012-07-25T22:18:19.797 回答
3

您可以使用这个简单的宏:

typedef __int128_t int128 ;
typedef __uint128_t uint128 ;

uint128  x = (uint128) 123;

printf("__int128 max  %016"PRIx64"%016"PRIx64"\n",(uint64)(x>>64),(uint64)x);
于 2013-06-21T13:49:53.373 回答
3

根据塞巴斯蒂安的回答,这是用于 g++ 中的已签名 int128,而不是线程安全的。

// g++ -Wall fact128.c && a.exe
// 35! overflows 128bits

#include <stdio.h>

char * sprintf_int128( __int128_t n ) {
    static char str[41] = { 0 };        // sign + log10(2**128) + '\0'
    char *s = str + sizeof( str ) - 1;  // start at the end
    bool neg = n < 0;
    if( neg )
        n = -n;
    do {
        *--s = "0123456789"[n % 10];    // save last digit
        n /= 10;                // drop it
    } while ( n );
    if( neg )
        *--s = '-';
    return s;
}

__int128_t factorial( __int128_t i ) {
    return i < 2 ? i : i * factorial( i - 1 );
}

int main(  ) {
    for( int i = 0; i < 35; i++ )
        printf( "fact(%d)=%s\n", i, sprintf_int128( factorial( i ) ) );
    return 0;
} 
于 2017-07-04T15:46:40.207 回答
2

根据上面abelenky的回答,我想出了这个。

void uint128_to_str_iter(uint128_t n, char *out,int firstiter){
    static int offset=0;
    if (firstiter){
        offset=0;
    }
    if (n == 0) {
      return;
    }
    uint128_to_str_iter(n/10,out,0);
    out[offset++]=n%10+0x30;
}

char* uint128_to_str(uint128_t n){
    char *out=calloc(sizeof(char),40);
    uint128_to_str_iter(n, out, 1);
    return out;
}

这似乎按预期工作。

于 2014-03-15T04:18:47.693 回答
1

如何使用 gcc 打印 __uint128_t 数字?
是否存在与 PRIu64 类似的 PRIu128:

不,而是以十进制打印,打印到字符串。

所需的字符串缓冲区的大小刚好足以完成每个x.

typedef signed __int128 int128_t;
typedef unsigned __int128 uint128_t;

// Return pointer to the end
static char *uint128toa_helper(char *dest, uint128_t x) {
  if (x >= 10) {
    dest = uint128toa_helper(dest, x / 10);
  }
  *dest = (char) (x % 10 + '0');
  return ++dest;
}

char *int128toa(char *dest, int128_t x) {
  if (x < 0) {
    *dest = '-';
    *uint128toa_helper(dest + 1, (uint128_t) (-1 - x) + 1) = '\0';
  } else {
    *uint128toa_helper(dest, (uint128_t) x) = '\0';
  }
  return dest;
}

char *uint128toa(char *dest, uint128_t x) {
  *uint128toa_helper(dest, x) = '\0';
  return dest;
}

测试。最坏情况缓冲区大小:41。

int main(void) {
  char buf[41];
  puts("1234567890123456789012345678901234567890");
  puts(uint128toa(buf, 0));
  puts(uint128toa(buf, 1));
  puts(uint128toa(buf, (uint128_t) -1));
  int128_t mx = ((uint128_t) -1) / 2;
  puts(int128toa(buf, -mx - 1));
  puts(int128toa(buf, -mx));
  puts(int128toa(buf, -1));
  puts(int128toa(buf, 0));
  puts(int128toa(buf, 1));
  puts(int128toa(buf, mx));
  return 0;
}

输出

1234567890123456789012345678901234567890
0
1
340282366920938463463374607431768211455
-170141183460469231731687303715884105728
-170141183460469231731687303715884105727
-1
0
1
170141183460469231731687303715884105727
于 2018-02-25T05:44:26.263 回答
1

我想以十进制打印无符号的 64/128 位数字,并且不想重新发明轮子。所以“pu128()”有3种情况:<10^19,<10^38,否则。也许不是最快的,但应该是便携的。定义 UINT128_MAX 以及 UINT128_C 宏。

$ gcc -Wall -Wextra -pedantic lu.c
$ ./a.out 
0
10000000000000000000
18446744073709551615
0
10000000000000000000
18446744073709551615
100000000000000000000000000000000000000
340282366920938463463374607431768211455
$ 
$ cat lu.c 
#include <stdio.h>
#include <inttypes.h>

#define UINT128_C(u)     ((__uint128_t)u)

void pu64(__uint64_t u)   { printf("%" PRIu64, u); }
void pu640(__uint64_t u)  { printf("%019" PRIu64, u); }

#define D19_ UINT64_C(10000000000000000000)
const __uint128_t d19_ = D19_;
const __uint128_t d38_ = UINT128_C(D19_)*D19_;

const __uint128_t UINT128_MAX = UINT128_C(UINT64_MAX)<<64 | UINT64_MAX;

void pu128(__uint128_t u)
{
       if (u < d19_) pu64(u);
  else if (u < d38_) { pu64(u/d19_); pu640(u%d19_); }
  else               { pu64(u/d38_); u%=d38_; pu640(u/d19_); pu640(u%d19_); }
}

int main()
{
  pu64(0); puts("");
  pu64(d19_); puts("");
  pu64(UINT64_MAX); puts("");

  pu128(0); puts("");
  pu128(d19_); puts("");
  pu128(UINT64_MAX); puts("");
  pu128(d38_); puts("");
  pu128(UINT128_MAX); puts("");
}
$ 
于 2021-06-05T00:54:27.187 回答
0

这是 Leffler 答案的修改版本,支持从 0 到 UINT128_MAX

/*      UINT64_MAX 18446744073709551615ULL */
#define P10_UINT64 10000000000000000000ULL /* 19 zeroes */
#define E10_UINT64 19

#define STRINGIZER(x) # x
#define TO_STRING(x) STRINGIZER(x)

int print_uint128_decimal(__uint128_t big) {
  size_t rc = 0;
  size_t i = 0;
  if (big >> 64) {
    char buf[40];
    while (big / P10_UINT64) {
      rc += sprintf(buf + E10_UINT64 * i, "%." TO_STRING(E10_UINT64) PRIu64, (uint64_t)(big % P10_UINT64));
      ++i;
      big /= P10_UINT64;
    }
    rc += printf("%" PRIu64, (uint64_t)big);
    while (i--) {
      fwrite(buf + E10_UINT64 * i, sizeof(char), E10_UINT64, stdout);
    }
  } else {
    rc += printf("%" PRIu64, (uint64_t)big);
  }
  return rc;
}

试试这个:

print_uint128_decimal(-1); // Assuming -1's complement being 0xFFFFF...
于 2017-01-16T06:05:35.727 回答
0

C++ 变体。您可以将其用作模板来派生该函数的专用 C 版本:

template< typename I >
void print_uint(I value)
{
    static_assert(std::is_unsigned< I >::value, "!");
    if (value == 0) {
        putchar_unlocked('0');
        return;
    }
    I rev = value;
    I count = 0;
    while ((rev % 10) == 0) {
        ++count;
        rev /= 10;
    }
    rev = 0;
    while (value != 0) {
        rev = (rev * 10) + (value % 10);
        value /= 10;
    }
    while (rev != 0) {
        putchar_unlocked('0' + (rev % 10));
        rev /= 10;
    }
    while (0 != count) {
        --count;
        putchar_unlocked('0');
    }
}
于 2018-02-01T10:16:50.783 回答
0

在我之前的回答中,我展示了如何基于“printf()”打印 128 位数字。

我已经实现了一个 256 位无符号整数类型 uint256_t 为:

typedef __uint128_t uint256_t[2];

我已经实现了所需的操作,比如“sqr()”,以 __uint128_t 作为参数并计算 uint256_t 作为结果。

我有 uint256_t 的十六进制打印,现在想要十进制打印。但目前我的 uint256_t 只有“mod_256()”,但没有“div()”,所以在许多答案中看到的“n/=10”是没有选择的。我找到了一个可行的(慢)解决方案,并且由于我仅在定时部分之外使用打印,因此这是可以接受的。代码可以在这个要点中找到(包括编译命令细节):
https ://gist.github.com/Hermann-SW/83c8ab9e10a0bb64d770af543ed08445

如果您使用 arg 运行 sqr.cpp,它只会输出 UINT256_MAX 并退出:

if (argc>1)  { pu256(UINT256_MAX); puts(""); return 0; }

$ ./sqr 1
115792089237316195423570985008687907853269984665640564039457584007913129639935
$

棘手的部分是递归调用以达到最大使用数字,然后减去第一个数字并输出。递归完成其余的工作。函数“pu256()”使用快速乘以 10“mul10()”:

...
void mul10(uint256_t d, uint256_t x)
{
  uint256_t t = { x[0], x[1] };
  shl_256(t, 2);
  add_256(d, x, t);
  shl_256(d, 1);
}

const uint256_t UINT256_MAX_10th = UINT256( UINT128(0x1999999999999999, 0x9999999999999999), UINT128(0x9999999999999999, 0x999999999999999A) );

void pu256_(uint256_t v, uint256_t t, const uint256_t o)
{
  if (!lt_256(v, t) && le_256(o, UINT256_MAX_10th))
  {
    uint256_t nt, no = { t[0], t[1] };
    mul10(nt, t);
    pu256_(v, nt, no);
  }
  char d = '0';
  while (le_256(o, v))
  {
    sub_256(v, v, o);
    ++d;
  }
  putchar(d);
}

void pu256(const uint256_t u)
{
  if ((u[1]==0) && (u[0]==0))  putchar('0');
  else
  {
    uint256_t v = { u[0], u[1] }, t = UINT256( 0, 10 ), o = UINT256( 0, 1 );
    pu256_(v, t, o);
  }
}
...

如前所述,这种方法仅对整数类型缺失除法运算有意义。

于 2021-06-07T02:21:11.143 回答
0

您可以重新定义运算符 cin 和 cout 以使用 __int128_t。您应该只将 __int128_t 转换为字符串和 cin/cout 字符串

typedef __int128_t lint;

istream& operator >> (istream &in, lint &x) {
    string s;
    in >> s;
    for (lint i = s.size() - 1, p = 1; i >= 0; i--, p *= 10) x += p * (s[i] - '0');
    return in;
}

ostream& operator << (ostream &out, lint x) {
    string s;
    while (x > 0) {
        s.push_back(x % 10 + '0');
        x /= 10;
    }
    reverse(s.begin(), s.end());
    out << s;
    return out;
}

于 2021-06-08T07:07:51.753 回答
-1

这是针对 C++ 的,但我将把它留在这里,因为我还没有为无符号128 位整数找到这个问题的 C++ 版本。

这是将 uint128 转换为 base-10 字符串的简单易读的方法(然后您可以打印或做任何您想做的事情):

std::string toString(__uint128_t num) {
    std::string str;
    do {
        int digit = num % 10;
        str = std::to_string(digit) + str;
        num = (num - digit) / 10;
    } while (num != 0);
    return str;
}

如果需要,我们可以通过将数字分成更大的块而不是一次一个来使其速度提高几倍。但它要求我们检查每个块是否有任何丢失的前导零并将它们重新添加:

std::string toString(__uint128_t num) {
    auto tenPow19 = 10000000000000000000;
    std::string str;
    do {
        uint64_t digits = num % tenPow19;
        auto digitsStr = std::to_string(digits);
        auto leading0s = (digits != num) ? std::string(19 - digitsStr.length(), '0') : "";
        str = leading0s + digitsStr + str;
        num = (num - digits) / tenPow19;
    } while (num != 0);
    return str;
}
于 2019-05-03T13:34:50.483 回答
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很像#3

unsigned __int128 g = ...........;

printf ("g = 0x%lx%lx\r\n", (uint64_t) (g >> 64), (uint64_t) g);
于 2017-12-13T15:35:43.863 回答