interpret unterzeichnet als unsigned

Question

ich einen Wert wie dieses:

int64_t s_val = SOME_SIGNED_VALUE; 

Wie kann ich ein

uint64_t u_val 

erhalten, die genau das gleiche Bitmuster wie s_val hat, wird aber als unsigned behandelt?

Dies kann wirklich einfach sein, aber nach dem Blick auf Stackoverflow und anderswo habe ich die Antwort nicht angezeigt.

Answer 1

int64_t s_val = SOME_SIGNED_VALUE; 
uint64_t u_val = static_cast<uint64_t>(s_val); 

C++ Standard-4,7/2 lautet:

Wenn der Zieltyp nicht signiert ist, der sich ergebende Wert der am wenigsten unsigned integer kongruent mit der Source-Ganzzahl ist (modulo 2 ⁿ wobei n die Anzahl der Bits, die zur Darstellung des Typs ohne Vorzeichen verwendet werden). [Anmerkung: In einer Zweierkomplementdarstellung ist diese Umwandlung konzeptionell und es gibt keine Änderung im Bitmuster (wenn keine Kürzung erfolgt). ]

Von der anderen Seite, sagt Norm, dass „die von reinterpret_cast ausgeführt Mapping Implementierung definiert ist [Anmerkung:.. Eine Darstellung unterscheidet sich von dem ursprünglichen Wert, es könnte, oder auch nicht, produzieren]“ (5.2. 10/3). Also, ich würde empfehlen, static_cast zu verwenden.

Answer 2

Sie können auch reinterpret_cast es, oder verwenden Sie ein union:

union { 
    int64_t i64; 
    uint64_t ui64; 
} variable; 

variable.i64 = SOME_SIGNED_VALUE; 
uint64_t a_copy = variable.ui64; 

Answer 3

Generell ist es egal, ob Sie static_cast<int64_t> oder reinterpret_cast<int64_t> verwenden. Solange Sie auf einem Prozessor laufen, der two's complement verwendet, um negative Zahlen darzustellen, ist das Ergebnis das gleiche. (Praktisch alle modernen Prozessoren verwenden das.) Unter dem Zweierkomplement wird eine positive Zahl in einem vorzeichenbehafteten int auf die gleiche Weise in einem unsignierten int dargestellt; Wenn es eine negative Zahl ist, wird es als eine große positive Zahl in der unsignierten Form umgedeutet.

Im Grunde teilt der Cast dem Compiler mit, dass er verschiedene Assemblierungsanweisungen erstellen soll, wenn er mit diesem Wert arbeitet. Z.B. Es gibt verschiedene Anweisungen für Multiplikation und Division für vorzeichenbehaftete Ganzzahlen. Obwohl Addition und Subtraktion gleich bleiben (lesen Sie den Wikipedia-Link und Sie werden verstehen).

Answer 4

Logisches Bitmuster (Bits der Wertdarstellung), d. H. Werte von Binärziffern können nur erhalten werden, wenn der ursprüngliche vorzeichenbehaftete Wert nicht negativ war, da negative Werte nicht durch eine vorzeichenlose Ganzzahl dargestellt werden können. Alles was Sie tun müssen, ist Ihre signierten Wert Ihrem unsigned integrales Objekt zuweisen und Sie sind fertig

uint64_t u_val = s_val; 

Eine explizite Umwandlung nicht erforderlich ist, kann aber verwendet werden Compiler-Warnungen zu unterdrücken.

Wie für das physikalische Bitmuster (d. H. Was Sie im Rohspeicher sehen, Bits der Objektdarstellung), können Sie es einfach nicht auf diese Weise "konvertieren". Die C++ - Sprache bietet keine Konvertierungsmethoden, mit denen das physische Bitmuster erhalten werden könnte.Alles, was Sie von dem signierten Objekt als unsigned Objekt der gleichen Größe

STATIC_ASSERT(sizeof(int64_t) == sizeof(uint64_t)); 
uint64_t u_val = reinterpret_cast<uint64_t&>(s_val); 

Wieder der Speicher belegt ist reinterpret tun können, ist dies nicht eine Umwandlung, sondern ein Speicher Umdeutung. Dies funktioniert nicht garantiert und das ist generell illegal.

Answer 5

Beachten Sie, dass Sie die Besetzung überhaupt nicht benötigen. Bei all dem Streit um die Frage, ob die Darsteller bei negativen Darstellungen in die Quere kommen oder nicht, ist eine Sache verloren gegangen - die Besetzung ist völlig unnötig.

Aufgrund der Conversions, die C/C++ tun (und wie Gießen definiert), ist diese:

int64_t s_val = SOME_SIGNED_VALUE; 
uint64_t u_val = s_val; 

genau entspricht:

int64_t s_val = SOME_SIGNED_VALUE; 
uint64_t u_val = static_cast<uint64_t>(s_val); 

Das heißt, könnten Sie immer noch wollen die Besetzung, weil sie Absicht signalisiert. Allerdings habe ich gehört, dass Sie argumentieren, dass Sie nicht unnötige Umwandlungen verwenden sollten, weil es den Compiler in Situationen stummschalten kann, in denen Sie eine Warnung wünschen.

Wählen Sie Ihr Gift aus.

Answer 6

Ich stimme zu static_cast ist in diesem Fall geeignet, aber niemand hat einen sehr ähnlich aussehenden Fall erwähnt, in dem static_cast Bits nicht beibehalten würde, wie man erwarten könnte.

char x = -1; // 255 
unsigned int x2 = static_cast<unsigned int>(x); // 4294967295 
unsigned int x3 = static_cast<unsigned int>(static_cast<unsigned char>(x)); // 255 

Achten Sie auf sign extension aus, wenn Sie von einem kleinen signierten Wert zu einem großen Wert ohne Vorzeichen werfen. Möglicherweise sind auch andere Kombinationen angreifbar - ich habe es nicht ganz durchdacht.

Answer 7

Wollte diese C++ 14 moderne, generische Lösung teilen. Ursprünglich demonstriert here.

template<class T> 
auto as_unsigned(T t) 
{ 
    return std::make_unsigned_t<T>(t); 
} 

, die wie folgt verwendet werden:

auto sx = int32_t{ 55 }; 
auto ux = as_unsigned(sx); 

Sie es here in Aktion sehen können.