long long 在 32 位机器上的实现答案

【问题标题】：long long implementation in 32 bit machinelong long 在 32 位机器上的实现
【发布时间】：2008-12-01 09:30:18
【问题描述】：

根据 c99 标准，long long 的大小应至少为 64 位。这是如何在 32 位机器中实现的（例如 2 long longs 的加法或乘法）。另外，C++ 中long long 的等价物是什么。

【问题讨论】：

标签： c++ c

【解决方案1】：

C++ 中的等价物也很长。它不是标准要求的，但大多数编译器都支持它，因为它非常有用。

它是如何实现的？大多数计算机体系结构已经内置了对多字加法和减法的支持。他们不直接进行 64 位加法，而是使用进位标志和特殊的加法指令从两个 32 位加法构建一个 64 位加法。

减法也存在相同的扩展（在这些情况下进位称为借位）。

长字乘法和除法可以从较小的乘法中构建，而无需进位标志的帮助。有时只是一点一点地进行操作会更快。

有些架构根本没有任何标志（一些 DSP 芯片和简单的微控制器）。在这些架构上，溢出必须通过逻辑操作来检测。这些机器上的多字算术往往很慢。

【讨论】：

【解决方案2】：

在 IA32 架构上，64 位整数是使用两个 32 位寄存器（eax 和 edx）实现的。

C++ 有特定于平台的等效项，您可以在可用的情况下使用 stdint.h 标头（boost 为您提供one）。

【讨论】：

【解决方案3】：

正如大家所说，一个 64 位整数通常通过简单地使用两个 32 位整数来实现。然后使用智能代码生成来跟踪carry and/or borrow 位以跟踪溢出，并进行相应调整。

与为原生支持 64 位操作的架构编译的相同代码相比，这当然使此类算法在代码空间和执行时间方面的成本更高。

【讨论】：

【解决方案4】：

如果你关心位大小，你应该使用

#include <stdint.h>

int32_t n;

和朋友。这也适用于 C++。

32 位机器上的 64 位数字按照你的想法实现， 4 个额外的字节。因此，您可以实现自己的 64 位通过执行以下操作来获取数据类型：

struct my_64bit_integer {
    uint32_t low;
    uint32_t high;
};

您当然必须自己实现数学运算符。

我的 GCC 版本附带的 stdint.h 中有一个 int64_t，在 Microsoft Visual C++ 中，您也有一个 __int64 类型。

【讨论】：

【解决方案5】：

下一个 C++ 标准（2009 年或 2010 年到期）将包含“long long”类型。如前所述，它已经很普遍了。

实现由编译器编写者决定，尽管计算机一直支持多精度运算。某些语言，如 Python 和 Common Lisp，需要支持不定精度整数。很久以前，我为一台计算机（Z80）编写了 64 位乘法和除法例程，它可以管理 16 位加法和减法，根本不需要硬件乘法。

要查看特定编译器上的操作是如何实现的，最简单的方法可能是编写代码示例并检查汇编器输出，这些输出可从我使用过的所有主要编译器中获得。

【讨论】：