C++ unsigned long 在 4294967295 之后不回绕

Question

我在玩一些 C++ 代码，发现如果我以 4294967295(它的最大允许值)开始一个 unsigned long 并加上 6，我必须得到 5，它确实如此!但是下面的加法运算，mod 255并没有给出正确答案。为什么会发生这种情况，如何避免？

测试的平台:
Windows 7、Visual Studio c++:工作正常；
CentOS 6.6 版(最终版)，g++:给出错误答案；
请参阅代码下方的注释:

#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])  {
   unsigned long s1=4294967295;
   unsigned long vp=245;
   unsigned long a;
   unsigned long b;
   unsigned long result;

   /* s1 is 4294967295 + 6 wich is 5  */
   s1+=6;
   a=s1;
   b=255*vp*s1;
   result = (a + b) % 255;
   printf("s1=%u , a=%u , b=%u , (a+b)=%u , (a+b)%255= %u\n", s1, a, b, a + b, result);

   /* s1 is a static value 5 */
   s1=5;

   a=s1;
   b=255*vp*s1;
   result = (a + b) % 255;
   printf("s1=%u , a=%u , b=%u , (a+b)=%u , (a+b)%255= %u\n", s1, a, b, a + b, result);
   return 0;
}

注意:如果我用 Visual Studio 编译代码，我会得到正确的答案。

s1=5 , a=5 , b=312375 , (a+b)=312380 , (a+b)%255= 5
s1=5 , a=5 , b=312375 , (a+b)=312380 , (a+b)%255= 5

但是，如果我使用 gcc 版本 4.4.7 20120313 (Red Hat 4.4.7-11) (GCC) 进行编译，我会得到:

s1=5 , a=5 , b=312375 , (a+b)=312380 , (a+b)%255= 6
s1=5 , a=5 , b=312375 , (a+b)=312380 , (a+b)%255= 5

如何在 g++ 中避免它？

Answer 1

if i start a unsigned long with 4294967295 ( his max allowed value )

4294967295 只是 unsigned long 的最大值如果unsigned long是 32 位类型。在 32 位和 64 位的 Windows 上都是这种情况。在 Linux 上，unsigned long在 32 位平台上是 32 位类型，但在 64 位平台上是 64 位类型。 C++ 标准不强制类型的特定大小，它只表示 unsigned long必须至少为 32 位，因此 Windows 和 Linux 都是正确的。

如果您想要保证 32 位类型，请使用 uint32_t来自 <cstdint>如果可供使用的话。它是该语言最近添加的，我不知道你的 Visual Studio 版本是否有它；如果没有，请参阅 'uint32_t' identifier not found error .

另外，请注意您用于打印值的代码中存在错误。它恰好不会在您尝试的两个平台上崩溃，但它会截断 GCC 中的结果。打印出 unsigned long , 你需要使用 %lu说明符，而不是 %u .要打印出百分号字符，您需要将 % 加倍.

printf("s1=%lu , a=%lu , b=%lu , (a+b)=%lu , (a+b)%%255= %lu\n", s1, a, b, a + b, result);

或者，由于您使用的是 C++，因此使用它自己的打印机制。

#include <iostream>
…
    std::cout << "s1=" << s1
              << ", a=" << a
              << ", b=" << b
              << ", (a+b)=" << (a+b)
              << ", (a+b)%255=" << result;

在 unsigned long 所在的平台上是64位类型，s1的值第一轮是4294967301。b的值是 268328082129975。如果您使用正确的打印说明符，您将看到这些值。