128 位机器中“long long”的大小？答案

【问题标题】：Size of "long long" in 128-bit machine?128 位机器中“long long”的大小？
【发布时间】：2015-11-01 21:43:10
【问题描述】：

在 128 位 RISC-V（或其他 128 位机器）中，C/C++ 中的“long”和“long long”数据类型有多大？

澄清一下：在没有其他实现符合的情况下，编译器的实现者在为这样的机器编写limits.h文件时可能期望使用的大小是多少？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

它们可以是编译器编写者想要的任何大小，前提是它们至少与其前身类型一样大（long int 对应于long long int，int 对应于long int）和满足标准中规定的最小范围。

例如，参见 C11 中的 5.2.4.2 Numerical limits，其中说明了所需的最小范围：

long int
    LONG_MIN           -2147483647 // −(2^31 − 1)
    LONG_MAX           +2147483647 //   2^31 − 1
long long int
    LLONG_MIN -9223372036854775807 // −(2^63 − 1)
    LLONG_MAX +9223372036854775807 //   2^63 − 1

请注意，这些不是您的完整二进制补码范围，因为它们还必须考虑其他两种编码方案，即二进制补码和符号幅度，它们都具有以下概念负零。

如果你真的想知道，你可以在limits.h头文件中查找这些值，或者编译运行：

#include <stdio.h>
#include <limits.h>

int main (void) {
    printf ("BITS/CHAR %d\n", CHAR_BIT);
    printf ("CHARS/SHORT %d\n", sizeof(short));
    printf ("CHARS/INT %d\n", sizeof(int));
    printf ("CHARS/LONG %d\n", sizeof(long));
    printf ("CHARS/LLONG %d\n", sizeof(long long));
    putchar ('\n');

    printf ("SHORT MIN %d\n", SHRT_MIN);
    printf ("SHORT MAX %d\n", SHRT_MAX);
    printf ("INT MIN %d\n", INT_MIN);
    printf ("INT MAX %d\n", INT_MAX);
    printf ("LONG MIN %ld\n", LONG_MIN);
    printf ("LONG MAX %ld\n", LONG_MAX);
    printf ("LLONG MIN %lld\n", LLONG_MIN);
    printf ("LLONG MAX %lld\n", LLONG_MAX);
    return 0;
}

在我的系统上，一个相当标准的系统（并且稍微重新格式化以看起来很漂亮）：

BITS/CHAR      8
CHARS/SHORT    2
CHARS/INT      4
CHARS/LONG     4
CHARS/LLONG    8

SHORT MIN                 -32768
SHORT MAX                  32767
INT MIN              -2147483648
INT MAX               2147483647
LONG MIN             -2147483648
LONG MAX              2147483647
LLONG MIN   -9223372036854775808
LLONG MAX    9223372036854775807

所以看起来，在这个系统上，我有二进制补码（负数/正数的最后一位上的 8/7 不匹配），没有填充位，16 位 short int，32 位 int和long int 和64 位long long int。

如果你在自己的环境中运行类似的代码，那应该能够告诉你类似的信息。

【讨论】：

long long 的大小还有第二个约束：它必须至少为 64 位。这是由 C 标准保证的。
@cmaster：实际上，“64 位”这个短语在 C11 中只出现了三次，两次与 IEC 60559 浮点格式有关，一次与精确宽度整数类型有关。尽管您可以推断范围（指定了）以假设需要 64 位，但对于普通整数类型根本没有提及。但它是明确规定的范围，而不是宽度。当然，我可能是错的，这不会是第一次。但我需要引用标准来说服我:-)
@paxdiablo：C11 在 §3.5 中将 bit 定义为单位，它大到足以容纳两个值。它还在 §6.5/p5 中提到了术语数学定义。通过纯数学，您可以在n-bit 实体中准确存储2^n 唯一值，long long int 的最小范围意味着abs(LLONG_MIN) + LLONG_MAX + 1 唯一值（零加一）。 ceil(log2(abs(LLONG_MIN) + LLONG_MAX + 1)) 的结果是 64，因此它是该类型的最小宽度（以位为单位）。请注意，这并不一定意味着 8 个字节，因为 CHAR_BIT 是实现定义的，可以不同于 8 个字节。
@Grzegorz，虽然我很欣赏你的努力，但这似乎需要大量的工作（和暗示）来提供一条几乎没有用的信息，尤其是你还需要考虑帐户可能存在任何填充位，进一步“断开”范围与宽度。我想我会坚持使用这些范围，因为它们提供的信息更有用:-)

【解决方案2】：

根据标准，命名的非数字有符号整数类型有：

Type name      Possible size
signed char    — 8
short          — 16
int            — 32
long           — 64
long long      — 128
intmax_t       — 256

（“非数字”是指忽略int_least8_t、int_fast16_t 和int32_t 等）

列出的大小不是 C 标准规定的大小，但它们是标准级数，每个连续类型中的位数是其两倍。在 128 位机器上，假设long long 的长度为 128 位是合理的。如果编译器编写者想要支持 256 位类型，将intmax_t 变成 256 位类型并不奇怪。但除此之外，你的名字已经用完了。通常，其中一些类型共享相同的大小。

所有标准要求是列表中前面的类型不长于列表后面的类型，char 至少为 8 位，short 和 int 至少为 16 位，即long 至少为 32 位，long long 至少为 64 位。

【讨论】：

你在哪里看到标准中的long long是128bit？我只能发现它至少是64位的。
@galinette：标准只说“最低 64 位”。 128 位示例来自假设的 128 位 CPU 类型。

【解决方案3】：

包含limits.h 头文件并打印所需类型的大小。

 #include <limits.h>

int main () {

printf ("Size of long long is :  %d\n", sizeof(long long));

return 0;
}

【讨论】：