c++ - __int128 @ 最小负值的 UDL(用户定义文字)整数溢出

Question

为了清楚和简单起见，我将缩短以下数字:

• −170,141,183,460,469,231,731,687,303,715,884,105,728 为 -170…728
• 170,141,183,460,469,231,731,687,303,715,884,105,727 为 170…727

这些数字表示 128 位有符号整数(gcc 中的 __int128)的最小值和最大值。

我为这种数据类型实现了用户定义的文字(原始文字)，因为 gcc 不提供定义这种类型常量的方法:_u128 for unsigned __int128和 _i128 为 __int128。

减号不是 UDL 的一部分，而是应用于 UDL 结果的一元减号运算符。

因此对于 -ddddd_i128(其中 d 是一个数字)UDL 计算一个 signed __int128正值 dddd 然后编译器将对其应用一元减号运算符。到目前为止一切顺利。

问题出在 -170…128_i128(它应该是 __int128 的有效值):
UDL 计算 signed __int128 正数 170…128 刚好超出 __int128 的范围，结果在未定义行为中(有符号整数溢出)。

有什么解决方案可以用 UDL 表示这个数字常量吗？

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我的 UDL 已声明(目前只是一个非 constexpr，loopy 版本)(它们是原始文字):

unsigned __int128 operator"" _u128(char const *str);
__int128 operator"" _i128(char const *str);

一些用法:

  1000000000000000000000000000000000_i128
  -1000000000000000000000000000000000_i128
  -170141183460469231731687303715884105728_i128 // <-- this has UB
  170141183460469231731687303715884105727_u128
  340282366920938463463374607431768211455_u128

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我知道有多种方法可以用各种方式定义常量 -170…728，例如位移、数学运算，但我希望能够以一致的方式创建它，例如我不希望出现这种情况:您可以使用此 UDL 创建任何常量，-170…728_i128 除外，为此您必须使用额外的技巧。

Answer 1

这基本上与实现者在实现 <limits.h> 时遇到的问题相同: INT_MIN不能定义(在典型的 32 位系统上)为 -2147483648 .它可以(通常是)定义为 (-2147483647 - 1)反而。你必须做类似的事情。可能没有任何方法可以用一个否定运算符和文字来表示最大的负数，但这没关系:根本不需要它。