带有模数运算符的无符号溢出

Question

我在我编写的一些c代码中遇到了一个错误,虽然它相对容易修复,但我希望能够更好地理解它背后的问题.基本上发生的事情是我有两个无符号整数(实际上是uint32_t),当应用模数运算时,产生了一个负数的无符号等价物,一个已被包裹的数字,因此是"大".这是一个示例程序来演示:

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

int main(int argc, char* argv[]) {

  uint32_t foo = -1;
  uint32_t u   = 2048;
  uint64_t ul  = 2048;

  fprintf(stderr, "%d\n", foo);
  fprintf(stderr, "%u\n", foo);
  fprintf(stderr, "%lu\n", ((foo * 2600000000) % u));
  fprintf(stderr, "%ld\n", ((foo * 2600000000) % u));
  fprintf(stderr, "%lu\n", ((foo * 2600000000) % ul));
  fprintf(stderr, "%lu\n", foo % ul);

  return 0;

}

这会在我的x86_64机器上产生以下输出:

-1
4294967295
18446744073709551104
-512
1536
2047

1536是我期待的数字,但是(uint32_t)( - 512)是我得到的数字,正如你可能想象的那样,它会让人感觉不舒服.

所以,我想我的问题是:为什么两个无符号数之间的模数运算,在这种情况下,产生的数字大于除数(即负数)？这种行为是首选的原因吗？

Answer 1

我认为原因是编译器将2600000000文字解释为带符号的 64 位数字，因为它不适合带符号的 32 位 int。如果您将数字替换为2600000000U，您应该会得到您期望的结果。