如何检测C中带符号整数的编码？答案

【问题标题】：How to detect encodings on signed integers in C?如何检测C中带符号整数的编码？
【发布时间】：2011-04-18 16:03:03
【问题描述】：

ISO C 标准允许有符号整数的三种编码方法：二进制补码、二进制补码和符号/大小。

在运行时（或其他时间，如果有更好的解决方案）检测编码的有效或好方法是什么？我想知道这一点，以便针对不同的可能性优化 bignum 库。

我计划在每次程序运行时计算它并将其存储在一个变量中，这样它就不必非常快 - 我假设在程序运行期间编码不会改变:-)

【问题讨论】：

您永远不需要在运行时执行此操作 - 在针对特定架构进行编译时，这纯粹是一个编译时问题。
对于 bignum 库，您几乎总是需要无符号类型。虽然您可能能够对最高阶字使用有符号类型，但仅存储一个单独的符号位并始终使用正数可能更简单，然后根据符号位翻转加法/减法的意义。基本上是您自己的符号/幅度表示。

【解决方案1】：

您只需要使用-1 & 3 之类的内容检查常量-1 的低位。这评估为

这甚至应该可以在 #if #else 构造内的预处理器表达式中完成。

【讨论】：

@Jens Gustedt 的回答非常好！但是在交叉编译的时候，这里到底检查了什么，编译器（预处理器）的编码还是目标机器的编码？
@user2596047，编译器必须始终像在运行时评估所有表达式一样评估所有表达式，以便生成代码的执行与所谓的“抽象状态机”中的行为相同。所以是的，即使对于交叉编译，这也必须在目标机器的算术中完成，而不是主机。

【解决方案2】：

获取指向将显示独特位模式的 int 的指针。将其转换为指向 unsigned int 的指针，然后检查位值。

用几个精心挑选的值来做这件事，应该能达到你想要的效果。

【讨论】：

【解决方案3】：

我猜你会将一个负数作为 int 存储到一个足够大的 char 数组中，然后将数组与各种表示形式进行比较以找出答案。

但是呃……无符号整数不应该有符号，是吗？

【讨论】：

【解决方案4】：

为什么不在编译时做呢？如果需要，您可以让构建脚本/makefile 编译测试程序，然后使用预处理器进行条件编译。这也意味着性能远不那么重要，因为它每次编译只运行一次，而不是每次运行一次。

【讨论】：

【解决方案5】：

检测一个人的补码应该很简单——比如if (-x == ~x)。检测二进制补码应该同样简单：if (-x == ~x + 1)。如果两者都不是，那么它必须是符号/大小。

【讨论】：

这些也是常量表达式，所以你可以在#if 测试中使用它们：#define TWOSCOMPLEMENT (~-1 == 0) 然后#if TWOSCOMPLEMENT。
您的表达式不一定适用于x 的所有情况，因此您应该小心边界情况。特别是二进制补码的这种讨厌的情况，其中-x 会引发未定义的行为，即-INT_MIN 可能超出范围。