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通过阅读 C++ 标准，我一直理解 C++ 中的整数基本类型的大小如下：

sizeof(char) <= sizeof(short int) <= sizeof(int) <= sizeof(long int)

我从 3.9.1/2 推断出：

  1. 有四种有符号整数类型：“signed char”、“short int”、“int”和“long int”。在此列表中，每种类型提供的存储空间至少与列表中它前面的类型一样多。普通整数具有执行环境架构所建议的自然大小

此外，char3.9.1/ 的大小描述为：

  1. [...] 大到足以存储实现的基本字符集的任何成员。

1.7/1 更具体地定义了这一点：

  1. C++ 内存模型中的基本存储单元是字节。一个字节至少大到足以包含基本执行字符集的任何成员，并且由连续的位序列组成，其数量由实现定义。

这使我得出以下结论：

1 == sizeof(char) <= sizeof(short int) <= sizeof(int) <= sizeof(long int)

wheresizeof告诉我们该类型有多少字节。此外，实现定义了一个字节中有多少位。我们大多数人可能习惯于处理 8 位字节，但标准说n一个字节中有位。

在这篇文章中，Alf P. Steinbach 说：

long 保证（至少）32位。

这违背了我所理解的根据标准在 C++ 中的基本类型的大小。通常我会认为这是一个初学者的错误，但由于这是 Alf，我认为值得进一步调查。

那么，你说什么？标准是否保证 long 至少为 32 位？如果是这样，请具体说明如何做出此保证。我只是没看到。

  1. C++ 标准明确规定，要了解 C++，您必须了解 C (1.2/1) 1

  2. longC++ 标准隐式定义了 a可以容纳的值的最小限制为LONG_MIN- LONG_MAX 2

所以无论 along有多大，它都必须足够大，才能将 LONG_MIN 保持到 LONG_MAX。

但是 Alf 和其他人特别指出 long 必须至少为 32 位。这就是我要建立的。C++ 标准明确规定字节中的位数未指定（可能是 4、8、16、42）那么如何从能够容纳这些数字LONG_MIN-LONG_MAX到至少 32 位建立连接？

(1) 1.2/1：以下参考文件对于本文件的应用是必不可少的。对于注明日期的参考文献，仅引用的版本适用。对于未注明日期的引用文件，引用文件的最新版本（包括任何修改）适用。

  • ISO/IEC 2382（所有部分），信息技术 – 词汇
  • ISO/IEC 9899:1999，编程语言 - C
  • ISO/IEC 10646-1:2000，信息技术 – 通用多字节编码字符集 (UCS) – 第 1 部分：体系结构和基本多语言平面

(2) 定义<climits>为：

LONG_MIN -2147483647 // -(2^31 - 1)
LONG_MAX +2147483647 //   2^31 - 1
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5 回答 5

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C++ 使用 C 标准中定义的限制（C++: 18.3.2 (c.limits), C: 5.2.4.2.1）：

LONG_MIN -2147483647 // -(2^31 - 1)
LONG_MAX +2147483647 //   2^31 - 1

因此，您可以保证 long 至少为 32 位。

如果您想遵循漫长的迂回路线来判断LONG_MIN/是否LONG_MAX可以由 a 表示long，则必须查看 C++ 标准中的 18.3.1.2 (numeric.limits.members)：

static constexpr T min() throw(); // Equivalent to CHAR_MIN, SHRT_MIN, FLT_MIN, DBL_MIN, etc.
static constexpr T max() throw(); // Equivalent to CHAR_MAX, SHRT_MAX, FLT_MAX, DBL_MAX, etc.

我将脚注移到了评论中，因此它与标准中的内容不完全相同。但它基本上意味着std::numeric_limits<long>::min()==LONG_MIN==(long)LONG_MIN和std::numeric_limits<long>::max()==LONG_MAX==(long)LONG_MAX。

因此，即使 C++ 标准没有指定（有符号）负数的按位表示，它也必须是二进制补码并且总共需要 32 位存储空间，或者它有一个明确的符号位，这意味着它有32位存储也是。

于 2010-12-01T22:32:09.360 回答
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答案是肯定的。阅读我的 OP 和所有评论以了解确切原因，但这是简短版本。如果您对此有任何疑问或疑问，我鼓励您阅读整个线程和所有评论。否则接受这是真的：

  1. C++ 标准包括 C 标准的部分内容，包括对LONG_MIN和LONG_MAX
  2. LONG_MIN被定义为不大于-2147483647
  3. LONG_MAX被定义为不小于+2147483647
  4. 在 C++ 中，整数类型以二进制形式存储在底层表示中
  5. 为了用二进制表示-2147483647和+2147483647，您需要 32 位。
  6. 保证 C++ long 能够通过以下方式表示最小LONG_MIN范围LONG_MAX

因此 along必须至少为 32 位1。

编辑：

LONG_MIN并LONG_MAX具有由 C 标准 (ISO/IEC 9899:TC3) 在第 5.2.4.2.1 节中规定的值：

[...] 其实现定义的值应等于或大于所示的值 [...]（绝对值），具有相同的符号 [...]

— minimum value for an object of type long int
LONG_MIN -2147483647 // -(2 ^ 31 - 1)
— maximum value for an object of type long int
LONG_MAX +2147483647 // 2 ^ 31 - 1

1 32 位：这并不意味着sizeof (long) >= 4，因为一个字节不一定是 8 位。根据标准，一个字节是一些未指定（平台定义）的位数。虽然大多数读者会觉得这很奇怪，但真正的硬件CHAR_BIT是 16 或 32。

于 2010-12-02T16:51:22.363 回答
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但是 Alf 和其他人特别指出 long 必须至少为 32 位。这就是我要建立的。C++ 标准明确表示未指定字节中的位数。可能是 4, 8, 16, 42... 那么如何将数字 LONG_MIN-LONG_MAX 容纳为至少 32 位来建立连接？

您需要在值表示中使用 32 位才能获得至少那么多位模式。由于 C++ 需要整数的二进制表示（标准中的显式语言，§3.9.1/7），QED

于 2010-12-01T23:22:35.157 回答
7

C++ 标准指出其内容<climits>与 C 标头<limits.h>（ISO C++03 文档中的 18.2.2）相同。

不幸的是，我没有 C++98（即 C90）之前存在的 C 标准的副本，但在 C99（第 5.2.4.2.1 节）中，<limits.h>必须至少具有这个最小值。我不认为这从 C90 改变，除了 C99 添加long long类型。

— minimum value for an object of type long int

LONG_MIN -2147483647 // −(2^31 − 1)

— maximum value for an object of type long int

LONG_MAX +2147483647 // 2^31 − 1

— maximum value for an object of type unsigned long int

ULONG_MAX 4294967295 // 2^32 − 1

— minimum value for an object of type long long int

LLONG_MIN -9223372036854775807 // −(2^63− 1)
于 2010-12-01T22:35:42.777 回答
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是的，C++ 标准明确规定未指定字节中的位数。也没有指定 long 中的位数。

为数字设置下限并不是指定它。

C++ 标准在一处说：

1 == sizeof(char) <= sizeof(short) <= sizeof(int) <= sizeof(long).

它实际上在另一个地方通过包含 C 标准说：

CHAR_BITS >= 8; SHORT_BITS >= 16; INT_BITS >= 16; LONG_BITS >= 32

（除了 AFAIK，标识符 SHORT_BITS、INT_BITS 和 LONG_BITS 不存在，并且这些限制是由对类型最小值的要求推断出来的。）

这是因为在数学上需要一定数量的位来对 LONG_MIN..LONG_MAX 范围内的所有值进行编码（例如，对于 longs）。

最后，shorts、ints 和 longs 都必须由整数个字符组成；sizeof() 总是报告一个整数值。此外，逐个字符地遍历内存必须访问每一位，这会带来一些实际限制。

这些要求在任何方面都没有矛盾。任何满足要求的尺寸都可以。

很久以前就有机器具有 36 位的本机字长。如果要将 C++ 编译器移植到它们，您可以合法地决定在 char 中使用 9 位，在 short 和 int 中使用 18 位，在 long 中使用 36 位。您还可以合法地决定在每种类型中使用 36 位，原因与今天在典型的 32 位系统上可以在 int 中使用 32 位的原因相同。有使用 64 位字符的实际实现。

另请参阅C++ FAQ Lite的第 26.1-6 和 29.5 节。

于 2010-12-01T23:52:39.503 回答