当数字声明为uint32和uint64时，将整数转换为二进制会显示不同的输出

Question

我试图将一个整数转换为其等效的二进制表示。

我使用了以下算法

void decimal_to_binary(uint32_t number)
{
    char bitset[32];
    for(uint32_t i=0; i<32; ++i)
    {
        if((number & (1 << i)) != 0)
        {
            bitset[31-i] = '1';
        }
        else
        {
            bitset[31-i] = '0';
        }
    }
    for(uint32_t i=0; i<32; ++i)                                                                                                               
    {
        cout << bitset[i];
    }
    cout << "n";
}

当我对例如声明为uint32_t的'5'运行此函数时，我得到了正确的结果

decimal_to_binary(5)
00000000000000000000000000000101

但是，当我将数字声明为uint64_t，并将位集的大小更改为64位时，结果与截然不同

添加代码以执行相同的

void decimal_to_binary(uint64_t number)
{
    char bitset[64];
    for(uint64_t i=0; i<64; ++i)
    {
        if((number & (1 << i)) != 0)
        {
            bitset[63-i] = '1';
        }
        else
        {
            bitset[63-i] = '0';
        }
    }
    for(uint64_t i=0; i<64; ++i)
    {
        cout << bitset[i];
    }
    cout << "n";
}
decimal_to_binary(5)
0000000000000000000000000000010100000000000000000000000000000101

我看到的结果与我在uint32中得到的结果相同，但将一个放在另一个旁边。

这让我想知道uint64_t是如何在CPP这样的编程语言中实现的？？

我试图通过查看stdint头文件来获得更多细节，但那里的链接确实帮了我很多忙。

提前感谢您抽出时间！！

Answer 1

64位代码中的（1<<i）可能对1使用常规的32位int。（默认单词大小）

因此，1被完全移出。我不明白这是如何产生你提供的输出的：）

使用1ull作为常量（无符号长-长）

Answer 2

问题在于这一行：

if((number & (1 << i)) != 0)

<<运算符的返回类型是左操作数的类型，在您的实现中，它显然被假定为32位长。将一个类型移位超过其位的总数会产生未定义的行为。

要修复它，请使用

if((number & (static_cast<uint64_t>(1) << i)) != 0) 

Answer 3

如果1只是一个32位数字，则将其移位超过32位是未定义的行为。未定义的行为意味着它可以做任何事情。正如Raymond Chen所说，它可能会将右侧操作数限制为31（通过将其按位与32进行重定）。这就是为什么您会得到64位值下半部分的两个副本。尝试将number向右移动，而不是将1向左移动：

void decimal_to_binary(uint64_t number)
{
    char bitset[64];
    for(size_t i=0; i<64; ++i)
    {
        if(number & 1) != 0)
        {
            bitset[63-i] = '1';
        }
        else
        {
            bitset[63-i] = '0';
        }
        number >>= 1;
    }
    for(size_t i=0; i<64; ++i)
    {
        cout << bitset[i];
    }
    cout << "n";
}