c++ - 为什么 long l = 0x80000000 是正数？

Question

在 C++ 中，为什么 long l = 0x80000000; 是正数？

C++:
long l = 0x80000000; // l is positive. Why??

int i = 0x80000000;
long l = i; // l is negative

根据本网站:https://en.cppreference.com/w/cpp/language/integer_literal , 0x80000000 应该是一个带符号的整数，但它似乎不是大小写，因为当它被分配给 l 时，符号扩展不会发生。

Java:
long l = 0x80000000; // l is negative

int i = 0x80000000;
long l = i; // l is negative

另一方面，Java 具有更一致的行为。

C++ 测试代码:

#include <stdio.h>
#include <string.h>

void print_sign(long l) {
    if (l < 0) {
        printf("Negative\n");
    } else if (l > 0) {
        printf("Positive\n");
    } else {
        printf("Zero\n");
    }    
}

int main() {
    long l = -0x80000000;
    print_sign(l); // Positive

    long l2 = 0x80000000;
    print_sign(l2); // Positive

    int i =   0x80000000;
    long l3 = i;
    print_sign(l3); // Negative

    int i2 =  -0x80000000;
    long l4 = i2;
    print_sign(l4); // Negative
}

Answer 1

从您的链接:“整数文字的类型是值可以适合的第一种类型，来自类型列表，这取决于使用了哪个数字基数和哪个整数后缀。”对于十六进制值列表 int、unsigned int...

您的编译器使用 32 位整数，因此最大(有符号)整数为 0x7FFFFFFF。 signed int 不能表示 0x8000000...0xFFFFFFF 的原因是它需要 32 位的 2^32 个可能值中的一些来表示负数。但是，0x80000000 适合 32 位无符号整数。您的编译器使用 64 位 long，最多可以容纳 0x7FFF FFFF FFFF FFFF，因此 0x80000000 也适合有符号的 long，因此 long l 是正值 0x80000000。

另一方面，int i 是一个带符号的 int，根本不适合 0x80000000，因此会出现未定义的行为。当有符号数太大而不适合 C++ 时，经常发生的事情是使用二元补码运算，并且数字回绕到一个大的负数。 (不要依赖这种行为；已知优化会打破这种行为)。无论如何，在这种情况下似乎确实发生了补码行为，导致 i 为负数。

在您的示例代码中，您同时使用了 0x80000000 和 -0x80000000，并且在每种情况下它们都具有相同的结果。其实都是一样的。回想一下 0x8000000 是一个无符号整数。 2003 C++ 标准在 5.3.1c7 中说:“无符号数的负数是通过从 2^n 中减去它的值来计算的，其中 n 是提升的操作数中的位数。” 0x80000000 正好是 2^31，所以 -0x80000000 是 2^32-2^31=2^31。为了获得预期的行为，我们必须改用 -(long)0x80000000。