为什么长变量的 C++ 格式将其视为 int？

Question

在使用更大的程序时，我发现了一个行为异常的片段：

long L = 2500000000L;
fprintf( stderr, "L is %ld\n", L );
fflush( stderr );

由于 L 的声明是 long 并且格式是 %ld，我希望看到这个打印像“2500000000”，但它实际上打印了

L is -1794967296

这更符合我对%d 格式的期望。

但是，如果我将格式更改为 %uld，它会正确打印 2500000000，尽管编译器会发出警告说 L 应声明为 unsigned。

这是 C++ 格式的错误吗？我在 Windows 上使用 Eclipse + mingw，将方言指定为 c++11。

Answer 1

2'500'000'000 需要 32 位来表示。在某些机器上（尤其是在 Windows 机器上），long 是 32 位宽，并且为符号位预留了 1 位，因此您只剩下 31 位，这还不够。要解决此问题，您可以根据需要使用unsigned long、long long 或std::int64_t。

Answer 2

long 数据类型需要能够在 C++ 中表示的最大数字是 2'147'483'647。换句话说，它必须至少为 32 位宽。 2'500'000'000 超出了该范围。

窗户

特别是在 windows 中，long 是一个 32 位的数字，将无法表示 2'500'000'000。

这是 C++ 格式的错误吗？

看起来不像。

但是，如果我将格式更改为 %uld，它会打印出来

如果你这样做，那么程序的行为将是未定义的，因为格式说明符与参数的类型不匹配。您还必须更改整数的类型。

unsigned long 保证能够在所有系统上表示 2'500'000'000。

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如果您希望能够表示 64 位数字，那么最便携的选择是 long long、std::int_least64_t 和 std::int_fast64_t，所有这些都保证至少为 64 位。

Answer 3

没有错误。这仅意味着系统中的带符号类型 long int 与 int 类型具有相同的宽度。因此，long int 类型的对象无法表示这样的正数。

因此，您可以使用 long long int 类型来代替 long int 类型

long long L = 2500000000;
fprintf( stderr, "L is %lld\n", L );

请注意，最好从整数文字中排除后缀“L”。编译器自己会决定常量的类型。

如果整数文字没有后缀，则其类型由 这些类型相对于哪个类型可以表示值

int int
long int
long long int

要检查哪种有符号整数类型可以容纳这样的常量，请运行以下演示程序

#include <iostream>
#include <limits>

int main() 
{
    std::cout << 2500000000 << '\n';
    std::cout << std::numeric_limits<int>::max() << '\n';
    std::cout << std::numeric_limits<long>::max() << '\n';
    std::cout << std::numeric_limits<long long>::max() << '\n';

    return 0;
}

确定常量类型的另一种方法是使用在标头<type_trais> 中声明的标准类std::is_same。

这是一个演示程序

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <type_traits>

int main() 
{
    std::cout << 2500000000 << '\n';

    std::cout << std::boolalpha << std::is_same<int, decltype( 2500000000 )>::value << '\n';
    std::cout << std::boolalpha << std::is_same<long, decltype( 2500000000 )>::value << '\n';
    std::cout << std::boolalpha << std::is_same<long long, decltype( 2500000000 )>::value << '\n';

    return 0;
}

因此，如果使用 printf 调用需要为输出对象指定转换说明符，您可以编写

auto L = 2500000000;

if ( std::is_same<long, decltype( L )>::value )
{
    fprintf( stderr, "L is %ld\n", L );
}
else if ( std::is_same<long long, decltype( L )>::value )
{
    fprintf( stderr, "L is %lld\n", L );
}