C++：在一个有符号的64位整数中的两个无符号64位整数的差异

我想在C++中编写一个函数，它使用两个64位无符号整数并返回它们在有符号64位整数中的差异。这似乎有点复杂，因为溢出情况 - 由于输入是两个无符号正整数，如果这两者之间的绝对差值大于最大有符号值（INT64_MAX），则差值不能通过有符号整数传输。所以我写了下面的实现，我想知道，首先，如果这在功能上是正确的，其次，是否有更简单的实现。任何建议将不胜感激。谢谢！（我会用一个异常来代替断言，它只是在那里吧！）C++：在一个有符号的64位整数中的两个无符号64位整数的差异

int64_t GetDifference(uint64_t first, uint64_t second) { 
    uint64_t abs_diff = (first > second) ? (first - second): (second - first);  
    uint64_t msb_abs_diff = (abs_diff >> (sizeof(abs_diff)*8 - 1)) & 1; 
    assert(msb_abs_diff == 0); 
    int64_t diff = first - second; 
    return diff; 
}

来源

2012-01-16 Abhi

好了，感谢所有的答案！我更担心功能的正确性，这是可以的，我猜...这些改进都是有效的，虽然没有根本的不同，但我会把它们合并。 – Abhi 2012-01-16 21:02:02

任何体面的编译器应该能够优化这样的代码，但请确保它是正确的。 – 2012-01-16 21:22:01

对我来说，这似乎是一个更简单，更具可读性的实现。

int64_t GetDifference(uint64_t first, uint64_t second) { 
    uint64_t abs_diff = (first > second) ? (first - second): (second - first); 
    assert(abs_diff<=INT64_MAX); 
    return (first > second) ? (int64_t)abs_diff : -(int64_t)abs_diff; 
}

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2012-01-16 20:55:53 bames53

三个挑剔：

sizeof(abs_diff)*8 - 1可以通过字面63不会损失可移植性的替代（在事实上，这将是因为平台更便携式其中char不是8比特宽）
& 1是不需要的，由于移位的结果始终是一个比特
您可以从abs_diff派生diff而不用重复减法。

否则，这对我来说似乎是完全正确的。

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2012-01-16 20:49:03

'sizeof（abs_diff）* CHAR_BIT - 1'会更便携 – 2015-08-06 05:35:44

这更短，可能更快。

int64_t GetDifference(uint64_t first, uint64_t second) 
{ 
    int64_t diff = first - second; 
    bool overflowed = (diff < 0)^(first < second); 
    assert(!overflowed); 
    return diff; 
}

良好优化编译器应该注意到diff < 0是负数标记和first < second是从现有表达进位标志。比较这两个标志是溢出的经典测试。

即使没有检测到，也需要更少的操作。

但我更喜欢这个的最大原因是没有幻数。

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2012-01-16 20:56:29

谢谢..我明白了你的观点......如果有int/uint而不是int64_t/uint64_t，这将是一个可以工作的... – Abhi 2012-01-17 03:07:19

There没有神奇的数字，但你依赖于“未定义的行为”，那就是投射一个无符号的整数表达式溢出的事实包含在 – Triskeldeian 2015-11-29 19:44:17

@Triskeldeian：它是“实现定义的”，而不是“未定义的”。 – 2015-11-29 19:53:54

如何：

int64_t GetDifference(uint64_t first, uint64_t second) { 
    int64_t diff = (int64_t)(first - second); 
    assert first >= second && diff >= 0 || first < second && diff < 0; 
    return diff; 
}

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2012-01-16 21:03:19 MRAB

C++：在一个有符号的64位整数中的两个无符号64位整数的差异

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