Jaka jest różnica między unsigned long/long/int in c/C++?

Question

Wydaje się, że wszystkie z nich zajmują 4 bajty przestrzeni,

jaka jest różnica?

Answer 1

Po pierwsze, rozmiar int/long jest nieokreślony. Tak więc na kompilatorze, int i long mogą być takie same, ale nie jest to uniwersalne w kompilatorach.

jako różnicę między unsigned long i long:

Zakładając 4 bajtów, long ma szereg -2,147,483,648 do 2,147,483,647. Długość bez znaku ma zakres od 0 do 4,294,967,295.

Jedną z różnic jest przepełnienie. W przypadku typu podpisanego przepełnienie ma nieokreślone zachowanie. Ale w przypadku typu bez znaku przepełnienie jest gwarantowane, aby "zawinąć".

Answer 2

Różnica między unsigned long a long jest prosta - górna granica. Podpisany long pochodzi z (na średnio 32-bitowym systemie) około -2,1 miliarda (-2^31) do +2,1 miliarda (+ 2^31 - 1), podczas gdy unsigned long idzie od 0 do 4,2 miliarda (2^32 - 1).

Tak się składa, że ​​w wielu kompilatorach i systemach operacyjnych (w tym, najwyraźniej Twój), int jest także wartością 32-bitową. Ale standard C++ nie określa maksymalnych szerokości dla żadnego z tych typów, tylko co najmniej szerokości. W niektórych systemach int ma 16 bitów. W niektórych systemach long ma 64 bity. Wiele zależy od docelowej architektury procesora i jego podstawowego rozmiaru słowa.

Istnieje nagłówek definiujący maksymalną pojemność różnych typów w bieżącym środowisku kompilacji, a istnieje stdint.h, aby zapewnić niezależne od środowiska typy gwarantowanej szerokości, takie jak int32_t.

Answer 3

Specyfikacja języka C umożliwia implementację typów int i long w zależności od platformy w ramach kilku ograniczeń. Ta zmienność jest problemem dla kodu wieloplatformowego, ale jest także atutem, ponieważ umożliwia poinformowanemu programiście zbilansowanie celów projektowych między natywną szybkością procesora i pełnym zakresem numerycznym w architekturach sprzętowych, które nie oferują obu.

Ogólnie rzecz ujmując, "int" ma na celu zmapowanie rozmiaru rejestru maszynowej docelowej architektury architektury procesora, tak aby ładowanie, przechowywanie i działanie na danych typu int miało bezpośrednie przełożenie na operacje używające macierzystych rejestrów procesora docelowego. .

Wartość Int może być mniejsza niż wielkość rejestru maszyny w celu zaoszczędzenia miejsca w pamięci (duże pliki Ints zajmują dwa razy więcej pamięci RAM niż małe pliki Int). Powszechnie uważa się, że int jest obiektem 32-bitowym, nawet na 64-bitowych architekturach, gdzie zgodność ze starszymi systemami i efektywność pamięci są priorytetami.

"długi" może być tego samego rozmiaru lub większy niż "int" w zależności od rozmiarów rejestrów architektury docelowej. Operacje na "długim" mogą być zaimplementowane w oprogramowaniu, jeśli docelowa architektura nie obsługuje wartości dużych w swoich macierzystych rejestrach maszynowych.

Chipy procesora zaprojektowane dla energooszczędności lub urządzeń wbudowanych są tam, gdzie można znaleźć rozróżnienie między int i długim w tych dniach.Kompilatory dla procesorów ogólnego przeznaczenia, takich jak komputery stacjonarne lub przenośne, zazwyczaj traktują int i długie, o tym samym rozmiarze, ponieważ procesor wydajnie wykorzystuje rejestry 32-bitowe. Na mniejszych urządzeniach, takich jak telefony komórkowe, można zbudować procesor, który będzie obsługiwał dane 16-bitowe bardziej naturalnie i będzie musiał ciężko pracować, aby obsłużyć dane 32-bitowe lub większe.

Mniejsza liczba bitów na rejestr oznacza mniej obwodów wymaganych na chipie, mniej linii danych do przenoszenia i wyjmowania danych z układu, mniejsze zużycie energii i mniejszy rozmiar matrycy chipów, z których wszystkie powodują niższy koszt (w $ i w watach) urządzenie.

W takiej architekturze najprawdopodobniej okaże się, że int ma 16 bitów i ma długość 32 bitów. Może również występować kara za wydajność związana z używaniem długich, spowodowanych przez stany wait do ładowania 32 bitów w wielu odczytach przez 16-bitową magistralę danych, lub spowodowanych przez wdrażanie długich operacji (dodawanie, odejmowanie itp.) W oprogramowaniu, jeśli natywna sprzęt nie obsługuje takich operacji w sprzęcie.

Zgodnie z ogólną zasadą, jedyną rzeczą, którą można założyć na temat int i longs, jest to, że zakres int powinien zawsze być mniejszy lub równy długo w każdej architekturze. Powinieneś także założyć, że pewnego dnia Twój kod zostanie przekompilowany dla innej architektury, gdzie jakikolwiek związek, który obecnie widzisz pomiędzy int i long już nie istnieje.

Dlatego należy zachować ostrożność, aby zachować ints niezależnie od longs nawet w codziennym przyziemnym kodowaniu. Mogą być całkowicie kompatybilne z dzisiejszym zadaniem, ponieważ ich szczegóły implementacji dla twojej obecnej platformy sprzętowej są zbieżne, ale zbieg okoliczności nie jest gwarantowany na wszystkich platformach.