如何C++代表負值

Question

據我所知有符號整數的二進制數是11111111111111111111111111111111
並在此基礎上，我試圖讓我的程序最大和最小int值，而無需使用limits.h中頭文件。我運行下面的代碼後，我得到最小值爲-2147483648和最大值爲0.這下面是我的代碼：

int MaxInt(){ 
     int MAX = -1; 
     MAX = 0 << ((sizeof(int)*8)-1); 

    return MAX; 
} 


int MinInt(){ 
     int MIN = 0; 
     MIN = 1 << ((sizeof(int)*8)-1); 

    return MIN; 
} 

哪些錯誤我的執行。

Answer 1

哪些錯誤我的執行

MAX = 0 << ((sizeof(int)*8)-1); 

任何金額移零永遠是零。

Answer 2

這不是特定於C++，而是關於2的補碼形式。在2的補碼中，最重要的比特不僅僅指示符號（該值爲負），而是2的冪（即，對於8比特的2的補數，最高有效比特將代表 - 2^7）。

要設置最負數，只應設置最重要的位。

// Disclaimer: this should work for *most* devices, but it 
    // is device-specific in that I am assuming 2's complement 
    // and I am also assuming that a char is 8-bits. In theory, 
    // you might find a custom chip where this isn't true, 
    // but any popular chip will probably have this behavior: 

    int number_of_digits_in_int = sizeof(int) * 8; 
    int most_significant_digit_index = number_of_digits_in_int - 1; 
    int most_negative_int = 1 << most_significant_digit_index; 

爲了最大的正數，所有正位應設置：

// The complement of 0 has all bits set. This value, by the way 
    // is the same as "-1" in 2s complement form, but writing it 
    // this way for clarity as to its meaning. 
    int all_bits_set = ~(static_cast<int>(0)); 

    // Using an XOR with the most negative integer clears the 
    // most-signficant sign bit, leaving only positive bits. 
    int largest_positive_int = all_bits_set^most_negative_int; 

或者更簡單地說：

// Since the most negative integer has only the negative bit set, 
    // its complement has only the positive bits set. 
    int largest_positive_int = ~most_negative_int; 

正如其他人所指出的，雖然，你應該只使用std::numeric_limits。這也會讓你的代碼更加便攜，甚至在不使用二進制補碼的bizaare設備上工作，例如，更不用說你自己編寫的代碼越少，你犯的錯誤就越少。

Answer 3

在功能

int MaxInt(){ 
     int MAX = -1; 
     MAX = 0 << ((sizeof(int)*8)-1); 

    return MAX; 
} 

你在第一次分配-1到MAX，然後

重寫了它的價值。所以這個任務沒有意義。

此外，如果要向左移0，那麼您將再次獲得0，取決於您將移位0多長時間。:)

獲得int類型爲2的補內部表示的對象的最大價值的最簡單方法是以下

int MaxInt() 
{ 
    int MAX = -1u >> 1; 
    return MAX; 
} 

或者你可以寫簡單的

int MaxInt() 
{ 
    return -1u >> 1; 
} 

這裏是一個示範程序

#include <iostream> 

constexpr int MaxInt() 
{ 
    return -1u >> 1; 
} 

constexpr int MinInt() 
{ 
    return ~(-1u >> 1); 
} 

int main() 
{ 
    std::cout << MaxInt() << std::endl; 
    std::cout << MinInt() << std::endl; 
} 

程序輸出可能看起來像

2147483647 
-2147483648 

Answer 4

你的實現有幾個錯誤：

首先，你的-1表示假定int具有二進制補碼32位表示。這不能保證爲int。 （這是爲std::int32_t。）

其次，你認爲int有sizeof(int)*8位。這再次不能保證。

在所有這些假設，你仍然有一個錯誤在您的實現：

0 << ((sizeof(int)*8)-1); 

可寫（數學，而不是在C++中）爲：

0 * 2**((sizeof(int)*8)-1) 

現在，如你所知，將0的結果乘以0。

假設二進制補碼給出，下面簡單的實現應該工作：

MIN = -1 << ((sizeof(int)*8)-1); 
MAX = ~MIN;