Как распечатать __int128 в g++?

Я использую встроенный тип GCC __int128 для нескольких вещей в моей программе на С++, ничего существенного, по крайней мере, недостаточно, чтобы оправдать использование библиотеки BigInt только для этого и, тем не менее, достаточно, чтобы предотвратить удаление это полностью.

Моя проблема возникает, когда я сталкиваюсь с печатными частями моих классов, вот минимальный пример:

#include <iostream> int main() { __int128 t = 1234567890; std::cout << t << std::endl; return t; }

Комментируя строку std::cout, этот код легко компилируется с помощью g++, но при этом будет выведено следующее сообщение об ошибке:

int128.c: In function ‘int main()’: int128.c:7:13: error: ambiguous overload for ‘operator<<’ (operand types are ‘std::ostream {aka std::basic_ostream<char>}’ and ‘__int128’) std::cout << t << std::endl; ^ int128.c:7:13: note: candidates are: In file included from /usr/include/c++/4.9/iostream:39:0, from int128.c:1: /usr/include/c++/4.9/ostream:108:7: note: std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type& std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::operator<<(std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type& (*)(std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type&)) [with _CharT = char; _Traits = std::char_traits<char>; std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type = std::basic_ostream<char>] <near match> operator<<(__ostream_type& (*__pf)(__ostream_type&)) ^ /usr/include/c++/4.9/ostream:108:7: note: no known conversion for argument 1 from ‘__int128’ to ‘std::basic_ostream<char>::__ostream_type& (*)(std::basic_ostream<char>::__ostream_type&) {aka std::basic_ostream<char>& (*)(std::basic_ostream<char>&)}’ /usr/include/c++/4.9/ostream:117:7: note: std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type& std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::operator<<(std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ios_type& (*)(std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ios_type&)) [with _CharT = char; _Traits = std::char_traits<char>; std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type = std::basic_ostream<char>; std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ios_type = std::basic_ios<char>] <near match> operator<<(__ios_type& (*__pf)(__ios_type&)) ^ /usr/include/c++/4.9/ostream:117:7: note: no known conversion for argument 1 from ‘__int128’ to ‘std::basic_ostream<char>::__ios_type& (*)(std::basic_ostream<char>::__ios_type&) {aka std::basic_ios<char>& (*)(std::basic_ios<char>&)}’ /usr/include/c++/4.9/ostream:127:7: note: std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type& std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::operator<<(std::ios_base& (*)(std::ios_base&)) [with _CharT = char; _Traits = std::char_traits<char>; std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type = std::basic_ostream<char>] <near match> operator<<(ios_base& (*__pf) (ios_base&)) ^ /usr/include/c++/4.9/ostream:127:7: note: no known conversion for argument 1 from ‘__int128’ to ‘std::ios_base& (*)(std::ios_base&)’ /usr/include/c++/4.9/ostream:166:7: note: std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type& std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::operator<<(long int) [with _CharT = char; _Traits = std::char_traits<char>; std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type = std::basic_ostream<char>] operator<<(long __n) ^ /usr/include/c++/4.9/ostream:170:7: note: std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type& std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::operator<<(long unsigned int) [with _CharT = char; _Traits = std::char_traits<char>; std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type = std::basic_ostream<char>] operator<<(unsigned long __n) ^ /usr/include/c++/4.9/ostream:174:7: note: std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type& std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::operator<<(bool) [with _CharT = char; _Traits = std::char_traits<char>; std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type = std::basic_ostream<char>] operator<<(bool __n) ^ In file included from /usr/include/c++/4.9/ostream:609:0, from /usr/include/c++/4.9/iostream:39, from int128.c:1: /usr/include/c++/4.9/bits/ostream.tcc:91:5: note: std::basic_ostream<_CharT, _Traits>& std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::operator<<(short int) [with _CharT = char; _Traits = std::char_traits<char>] basic_ostream<_CharT, _Traits>:: ^ In file included from /usr/include/c++/4.9/iostream:39:0, from int128.c:1: /usr/include/c++/4.9/ostream:181:7: note: std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type& std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::operator<<(short unsigned int) [with _CharT = char; _Traits = std::char_traits<char>; std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type = std::basic_ostream<char>] operator<<(unsigned short __n) ^ In file included from /usr/include/c++/4.9/ostream:609:0, from /usr/include/c++/4.9/iostream:39, from int128.c:1: /usr/include/c++/4.9/bits/ostream.tcc:105:5: note: std::basic_ostream<_CharT, _Traits>& std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::operator<<(int) [with _CharT = char; _Traits = std::char_traits<char>] basic_ostream<_CharT, _Traits>:: ^ In file included from /usr/include/c++/4.9/iostream:39:0, from int128.c:1: /usr/include/c++/4.9/ostream:192:7: note: std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type& std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::operator<<(unsigned int) [with _CharT = char; _Traits = std::char_traits<char>; std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type = std::basic_ostream<char>] operator<<(unsigned int __n) ^ /usr/include/c++/4.9/ostream:201:7: note: std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type& std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::operator<<(long long int) [with _CharT = char; _Traits = std::char_traits<char>; std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type = std::basic_ostream<char>] operator<<(long long __n) ^ /usr/include/c++/4.9/ostream:205:7: note: std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type& std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::operator<<(long long unsigned int) [with _CharT = char; _Traits = std::char_traits<char>; std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type = std::basic_ostream<char>] operator<<(unsigned long long __n) ^ /usr/include/c++/4.9/ostream:220:7: note: std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type& std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::operator<<(double) [with _CharT = char; _Traits = std::char_traits<char>; std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type = std::basic_ostream<char>] operator<<(double __f) ^ /usr/include/c++/4.9/ostream:224:7: note: std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type& std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::operator<<(float) [with _CharT = char; _Traits = std::char_traits<char>; std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type = std::basic_ostream<char>] operator<<(float __f) ^ /usr/include/c++/4.9/ostream:232:7: note: std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type& std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::operator<<(long double) [with _CharT = char; _Traits = std::char_traits<char>; std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type = std::basic_ostream<char>] operator<<(long double __f) ^ /usr/include/c++/4.9/ostream:245:7: note: std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type& std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::operator<<(const void*) [with _CharT = char; _Traits = std::char_traits<char>; std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__ostream_type = std::basic_ostream<char>] <near match> operator<<(const void* __p) ^ /usr/include/c++/4.9/ostream:245:7: note: no known conversion for argument 1 from ‘__int128’ to ‘const void*’ In file included from /usr/include/c++/4.9/ostream:609:0, from /usr/include/c++/4.9/iostream:39, from int128.c:1: /usr/include/c++/4.9/bits/ostream.tcc:119:5: note: std::basic_ostream<_CharT, _Traits>& std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::operator<<(std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__streambuf_type*) [with _CharT = char; _Traits = std::char_traits<char>; std::basic_ostream<_CharT, _Traits>::__streambuf_type = std::basic_streambuf<char>] <near match> basic_ostream<_CharT, _Traits>:: ^ /usr/include/c++/4.9/bits/ostream.tcc:119:5: note: no known conversion for argument 1 from ‘__int128’ to ‘std::basic_ostream<char>::__streambuf_type* {aka std::basic_streambuf<char>*}’ In file included from /usr/include/c++/4.9/iostream:39:0, from int128.c:1: /usr/include/c++/4.9/ostream:493:5: note: std::basic_ostream<char, _Traits>& std::operator<<(std::basic_ostream<char, _Traits>&, unsigned char) [with _Traits = std::char_traits<char>] operator<<(basic_ostream<char, _Traits>& __out, unsigned char __c) ^ /usr/include/c++/4.9/ostream:488:5: note: std::basic_ostream<char, _Traits>& std::operator<<(std::basic_ostream<char, _Traits>&, signed char) [with _Traits = std::char_traits<char>] operator<<(basic_ostream<char, _Traits>& __out, signed char __c) ^ /usr/include/c++/4.9/ostream:482:5: note: std::basic_ostream<char, _Traits>& std::operator<<(std::basic_ostream<char, _Traits>&, char) [with _Traits = std::char_traits<char>] operator<<(basic_ostream<char, _Traits>& __out, char __c) ^ /usr/include/c++/4.9/ostream:476:5: note: std::basic_ostream<_CharT, _Traits>& std::operator<<(std::basic_ostream<_CharT, _Traits>&, char) [with _CharT = char; _Traits = std::char_traits<char>] operator<<(basic_ostream<_CharT, _Traits>& __out, char __c) ^

Да, я знаю, много строк, чтобы объяснить, что __int128 просто неправильно обрабатывается...

Есть ли простой способ получить __int128 для печати iostream как любые другие числовые типы?

EDIT: для тех, кто все еще запутывает C и С++, да, я прочитал вопрос: как напечатать номер __uint128_t с помощью gcc? Но это было для C а не для С++, как я сейчас спрашиваю.

Ответы

Ответ 1

Если вам не нужны какие-либо параметры форматирования, ваш собственный оператор << тривиален. Формально я подозреваю, что написание одного для __int128_t будет считаться undefined но практически, я думаю, что это сработает, пока библиотека начинает предоставлять фактическую поддержку для нее (в этот момент, вы удалили бы ваш оператор преобразования).

Во всяком случае, что-то вроде следующего должно работать:

std::ostream&
operator<<( std::ostream& dest, __int128_t value )
{
    std::ostream::sentry s( dest );
    if ( s ) {
        __uint128_t tmp = value < 0 ? -value : value;
        char buffer[ 128 ];
        char* d = std::end( buffer );
        do
        {
            -- d;
            *d = "0123456789"[ tmp % 10 ];
            tmp /= 10;
        } while ( tmp != 0 );
        if ( value < 0 ) {
            -- d;
            *d = '-';
        }
        int len = std::end( buffer ) - d;
        if ( dest.rdbuf()->sputn( d, len ) != len ) {
            dest.setstate( std::ios_base::badbit );
        }
    }
    return dest;
}

Обратите внимание, что это просто быстрое, временное исправление, до времени библиотека g++ поддерживает этот тип. Он рассчитан на 2 дополнения, оберните вокруг переполнения, для __int128_t, но я был бы очень удивлен, если это не так (формально, это undefined поведение). Если нет, вам нужно исправить инициализацию tmp. И, конечно же, он не обрабатывает ни одно форматирование опции; вы можете добавить по желанию. (Обработка прокладки и adjustfield корректно может быть нетривиальным.)

Ответ 2

Я бы рекомендовал не перегружать operator<< для __int128_t. Причина в том, что всякий раз, когда вы видите cout << x для какого-то целочисленного типа, вы должны ожидать, что все виды манипуляторов, такие как std::hex или std::setw, также должны работать. Наиболее важным ориентиром при перегрузке операторов является "делать то, что делают int".

В качестве альтернативы я бы рекомендовал использовать функцию decimal_string(__int128_t), которую вы можете использовать как cout << decimal_string(x); в своем коде. Для преобразования строк вы можете использовать алгоритм из любого C-связанного Q & As. Это дает понять, что у вас есть специальный код для 128-битных int. Всякий раз, когда стандартная библиотека обновляется до 128-битной поддержки, вы можете ее сбросить (и это легко для grep для этих функций).

Ответ 3

Акция cout не обрабатывает __int128, но вы можете расширять ее своей собственной функцией.

Для стартера введите код примерно так:

std::ostream& operator<<(std::ostream& os, __int128 t) {
    // TODO: Convert t to string
    return os << str;
}

На SO есть много решений для преобразования 128-битного числа в строку, я не буду здесь повторять.

О совместимости библиотеки в комментарии:

Вам нужно только запустить свою собственную функцию, если стандартная библиотека не предоставляет такого обработчика. Когда библиотека поддерживает тип, вы должны увидеть конфликт при построении, что-то вроде [примечание: встроенный оператор-кандидат < < ], попробуйте сделать это с помощью int64_t.

Ответ 4

Если это не критично для производительности, вот простой читаемый способ преобразования int128 в строку base-10 (которую затем можно распечатать, конечно):

std::string toString(__int128 num) {
    std::string str;
    do {
        int digit = num % 10;
        str = std::to_string(digit) + str;
        num = (num - digit) / 10;
    } while (num != 0);
    return str;
}

Мы можем сделать это в несколько раз быстрее, получая цифры большими блоками вместо одного за раз. Но это требует, чтобы мы проверяли каждый блок на наличие лидирующих нулей, которые были потеряны, и добавляли их обратно:

std::string toString(__int128 num) {
    auto tenPow18 = 1000000000000000000;
    std::string str;
    do {
        long long digits = num % tenPow18;
        auto digitsStr = std::to_string(digits);
        auto leading0s = (digits != num) ? std::string(18 - digitsStr.length(), '0') : "";
        str = leading0s + digitsStr + str;
        num = (num - digits) / tenPow18;
    } while (num != 0);
    return str;
}

Примечание: я также разместил версию этого ответа для неподписанных int128s здесь.