在 C 中定义一个 128 位整数答案

【问题标题】：Defining a 128-bit integer in C在 C 中定义一个 128 位整数
【发布时间】：2023-03-10 02:55:02
【问题描述】：

为了表示这个值，我遵循定义：

#define NUM_BITS 128
typedef unsigned char BigInt[NUM_BITS/8];

也就是说，BigInt 类型的值必须由字节数组表示，解释为单个 128 位整数，采用二进制补码并遵循 little-endian 顺序。

例如{0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}，表示整数值1。

我一直在考虑做一个这样的功能：

void big_val (BigInt res, long val);

这将是带有扩展名的归因。 big_val 函数将 l 提供的值（有符号长整数）分配给 res，正确扩展为 128 位。

我正在考虑，例如，通过y = val & 0xFF000000; 获取最高有效字节，获取数字的符号，然后将该字节再重复 8 次以形成我的数组。但是我怎么能得到代表没有信号的数字的字节呢？

这就是我到目前为止所做的：

void big_val(BigInt res, long val){
    long y;
    y = val&0xFF000000;

    for(int i = 8; i < 16; i++){
        res[i] = y;
    }
}

（对于几分钟前看过这篇文章的人，我不小心删除了它而不是编辑，抱歉）

【问题讨论】：

考虑如果val = 0x80000000会发生什么。
我发现当您想将值保留为基数 10（使其易于输出为文本）时，字节数组很方便，否则使用 uint32_t 数组以便您可以将uint64_t 用于部分乘积、溢出等。但是，通过使用 10^9 而不是 2^32 的基数，仍然可以保持 10 友好。

标签： c type-conversion bit-manipulation 64-bit bit

【解决方案1】：

逐字节分配，一次一个字节。

void BigInt_init_from_long(BigInt res, long val){
    size_t i;
    bool negative = val < 0;
    for (i = 0; i < sizeof(long); ++i) {
        res[i] = val & 0xff;
        val >>= 8;
    }
    for (; i < NUM_BITS/8; ++i) {
        res[i] = negative ? 0xff : 0; // sign extension
    }
 }

【讨论】：

你可能会在其中使用 memcpy 而不是其中的一个 for-loops 和按位逻辑。另一个是 memset 的 if-else。
第二个循环可以换成memset。第一个不能替换为memcpy（在大端机器上）。
很公平。我没有考虑架构可移植性，因为我们正在假设 CHAR_BIT 并且它是二进制补码。我认为他们希望 little-endian 顺序适合他们的 little-endian 系统。