__int128 @ min负值具有UDL (用户定义文字)的整数溢出

Question

为了清晰和简单起见，我将将以下数字缩短如下：

• −170,141,183,460,469,231,731,687,303,715,884,105,728 as -170…728
• 170,141,183,460,469,231,731,687,303,715,884,105,727 as 170…727

这些数字表示128位有符号整数(__int128 in gcc)的最小值和最大值.

我为这种数据类型实现了用户定义的文本(原始文本)，因为gcc没有提供一种方法来定义这种类型的常量：_u128表示unsigned __int128，_i128表示__int128。

减号字符不是UDL的一部分，而是应用于UDL结果的一元减号运算符。

因此，对于一个-ddddd_i128 (其中d是一个数字)，UDL用正值ddddd计算签名的 __int128，然后编译器将对其应用一元减号运算符。到目前一切尚好。

问题在于-170…128_i128 (它应该是__int128的有效值)：

UDL计算有符号的 __int128正数170…128，它刚好超出__int128的范围，导致未定义的行为(有符号整数溢出)。

用UDL表示这个数常量的解决方案是什么？

我的UDL被声明了(暂时只是一个非参数的，头晕的版本)(它们是原始的文字)：

unsigned __int128 operator"" _u128(char const *str);
__int128 operator"" _i128(char const *str);

一些用法：

  1000000000000000000000000000000000_i128
  -1000000000000000000000000000000000_i128
  -170141183460469231731687303715884105728_i128 // <-- this has UB
  170141183460469231731687303715884105727_u128
  340282366920938463463374607431768211455_u128

我知道有多种方法来定义常量-170…728，比如位移位、数学运算，但我希望能够以一致的方式创建它，例如，我不希望出现这种情况:您可以使用这个UDL创建任何常量，除了-170…728_i128，您必须使用额外的技巧。

Answer 1

这与实现者在实现<limits.h>时遇到的问题本质上是一样的：INT_MIN不能定义为-2147483648 (在典型的32位系统上)。它可以(而且通常是)定义为(-2147483647 - 1)。你得做些类似的事。可能没有任何方法用一个否定运算符和文字来表示最负的数字，但没关系:根本不需要它。