Получить максимальное значение переменной в C
Есть ли функция в C, которая возвращает максимальное значение переменной, подобной этой (я буду называть функцию "maxvalue" в примере ниже)?
int a;
printf("%d", maxvalue(a)); // 32767
unsigned int b;
printf("%d", maxvalue(b)); // 65535
Таким образом, в принципе функция возвращает значения, такие как INT_MAX, когда переменная подписана INT, UINT_MAX, когда unsigned int и т.д.
Ответы
Ответ 1
Такая функция не определяется стандартной библиотекой C. Вы можете попробовать определить макрос, который его вычисляет:
#define MAX_VALUE(a) (((unsigned long long)1 << (sizeof(a) * CHAR_BIT)) - 1)
При его использовании будьте осторожны, чтобы присвоить его достаточно большой тип. Например:
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <limits.h>
#define IS_TYPE_SIGNED(a) ((a-1) < 0)
#define MAX_VALUE_UNSIGNED(a) (((unsigned long long)1 << \
(sizeof(a) * CHAR_BIT)) - 1)
#define MAX_VALUE_SIGNED(a) (MAX_VALUE_UNSIGNED(a) >> 1)
#define MAX_VALUE(a) (IS_TYPE_SIGNED(a) ? \
MAX_VALUE_SIGNED(a) : MAX_VALUE_UNSIGNED(a))
int main(void)
{
unsigned int i = 0;
signed int j = 0;
printf("%llu\n", MAX_VALUE(i));
printf("%llu\n", MAX_VALUE(j));
return EXIT_SUCCESS;
}
Это выдает:
4294967295
2147483647
Ответ 2
Вы можете сделать это довольно легко с помощью типового выражения типа C11:
#define maxvalue(type) _Generic(type, int: INT_MAX, \
unsigned int: UINT_MAX)
Это не функция, но я думаю, что она делает то, что вы хотите. Вот простая примерная программа:
#include <stdio.h>
#include <limits.h>
#define maxvalue(type) _Generic(type, int: INT_MAX, \
unsigned int: UINT_MAX)
int main(void)
{
int i;
unsigned int ui;
printf("%u\n", maxvalue(i));
printf("%u\n", maxvalue(ui));
return 0;
}
И его вывод:
$ clang -Wall -Werror -Wextra -pedantic -std=c11 example.c -o example
$ ./example
2147483647
4294967295
Мои ответы больше ваших, потому что моя система имеет 32-битные целые числа. Кажется, у вас 16-разрядная машина.
Ответ 3
Вот макросы из моей библиотеки, которые работают для типов, а не переменных:
/* min and max integer values. T is a signed or unsigned integer type. */
/* Returns 1 if T is signed, else 0. */
#define INTTYPE_SIGNED(T) ((T)-1 < (T)0)
/*
* Returns (T)(maximum value of a T).
*
* Pains are taken (perhaps unnecessarily) to avoid integer overflow
* with signed types.
*/
#define INTTYPE_MAX(T) \
(((T)1 << (CHAR_BIT*sizeof(T)-INTTYPE_SIGNED(T)-1)) - 1 + \
((T)1 << (CHAR_BIT*sizeof(T)-INTTYPE_SIGNED(T)-1)))
/*
* Returns (T)(minimum value of a T).
* Pains are taken (perhaps unnecessarily) to avoid integer overflow
* with signed types.
* assert: twos complement architecture
*/
#define INTTYPE_MIN(T) ((T)(-INTTYPE_MAX(T)-1))
Изменить:
Адаптировав их к вопросу:
/* min and max integer values. V is a signed or unsigned integer value. */
/* Returns 1 if V has signed type, else 0. */
#define INT_VALUE_SIGNED(V) ((V)-(V)-1 < 0)
/*
* Returns maximum value for V type.
*
* Pains are taken (perhaps unnecessarily) to avoid integer overflow
* with signed types.
*/
#define INT_VALUE_MAX(V) \
(((V)-(V)+1 << (CHAR_BIT*sizeof(V)-INT_VALUE_SIGNED(V)-1)) - 1 + \
((V)-(V)+1 << (CHAR_BIT*sizeof(V)-INT_VALUE_SIGNED(V)-1)))
/*
* Returns minimum value for V type.
* Pains are taken (perhaps unnecessarily) to avoid integer overflow
* with signed types.
* assert: twos complement architecture
*/
#define INT_VALUE_MIN(V) (-INT_VALUE_MAX(V)-1)
Afterthought: они вызывают UB, если V - переменная или выражение, содержащее переменные, которым не присвоено значение... что имеет место в вопросе, заданном пользователем. Они, вероятно, будут работать во многих реализациях, но стандарт C не гарантирует этого, и они, безусловно, потерпят неудачу при реализации, которая инициализирует неинициализированные переменные со значениями ловушки.
Ответ 4
Нет, такая функция не существует в стандартной реализации C.
Ответ 5
Вы не можете создать функцию, которая делает это, но вы можете создать некоторые макросы, которые это делают.
Если у вас есть C11, вы можете использовать _ Generic:
#define maxvalue(x) \
_Generic(x, \
char: 127, short: 32767, int: INT_MAX, \
unsigned char: 255, unsigned short: 65535, unsigned int: UINT_MAX)
Если вам нужен C89, вы можете сделать это, если можете различать подписанный /unsigned:
#define maxvalue_unsigned(x) ((1<<(8*sizeof(x)))-1)
#define maxvalue_signed(x) ((1<<((8*sizeof(x)-1)))-1)
Если вы захотите потребовать имя типа (или используйте GCC-specific typename), вы можете использовать строки:
#define maxvalue_type(x) maxvalue_helper(#x "----------")
unsigned long long maxvalue_helper(const char *s) {
switch(*s){
char 'c': /* char */ return 127;
char 's': /* short */ return 32767;
char 'i': /* int */ return INT_MAX;
/* ... */
case 'u': /* unsigned */
switch(9[s]) {
case 'c': /* unsigned char */ return 255;
char 's': /* unsigned short */ return 65535;
char 'i': /* unsigned int */ return UINT_MAX;
/* ... */
Ответ 6
Похоже, что мне удалось создать относительно простой в использовании макрос SIGNED_VAR(VAR), чтобы проверить, подписана ли данная целочисленная переменная, изменяя, сравнивая и восстанавливая значение переменной (все, что только необходимо для типов, меньших, чем int), избегая при этом поведения undefined, в частности видов, связанных с подписанными точками переполнения и последовательности. Или так кажется. По крайней мере, gcc (вызванный с помощью -Wall) не жалуется на то, что я делаю сумасшедшие вещи между операторами && и ||, хотя это не понравилось тем же самым вещам вокруг тройного оператора ?:.
Хорошо, что этот макрос должен работать с компиляторами C89 и C99 (1LL может быть заменен на 1L и long long можно заменить просто long (и "%ll" на "%l", конечно), если ваш компилятор C89 не имеет расширенного типа long long от C99), и он также правильно поддерживает типы, меньшие, чем int (char и short).
Как только мы узнаем, подписана ли переменная или нет, построение минимального и максимального значений тривиально, и многие из них показывают, как это сделать. Макросы VAR_MAX() и VAR_MIN() строят эти значения и возвращают их как самый длинный целочисленный тип C99, long long. Я решил вернуть подписанный тип, чтобы избежать потенциальных проблем переполнения /UB при преобразовании значений без знака в подпись. Так как возвращаемый тип long long не может представлять максимальное значение unsigned long long (ULLONG_MAX) непосредственно в качестве значащего значения, если это значение нужно вернуть, вместо него возвращается -1, который после нажатия на unsigned long long будет производить ULLONG_MAX. Вы должны быть немного осторожны.
Здесь идет уродство. Надеюсь, я не пропустил ошибку.
О, и, конечно же, он ожидал, что весь асимметричный диапазон из двух значений дополнения поддерживается в подписанных типах (например, min = -128, max = + 127).
EDIT. Я забыл упомянуть, что SIGNED_VAR() ожидает, что переменная будет инициализирована. В противном случае чтение этого файла может привести к поведению undefined.
// file: IntVarMinMax.c
// compile: gcc -Wall -std=c99 -O2 IntVarMinMax.c -o IntVarMinMax.exe
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <limits.h>
int SignTestTestVal;
unsigned char SignTestOriginalXchar;
unsigned short SignTestOriginalXshort;
signed char SignTestRestoreOriginalXchar(void)
{
if (SignTestOriginalXchar < SCHAR_MAX + 1u)
return (signed char)SignTestOriginalXchar;
return (signed char)(SignTestOriginalXchar - SCHAR_MAX - 1) - SCHAR_MAX - 1;
}
short SignTestRestoreOriginalXshort(void)
{
if (SignTestOriginalXshort < SHRT_MAX + 1u)
return (short)SignTestOriginalXshort;
return (short)(SignTestOriginalXshort - SHRT_MAX - 1) - SHRT_MAX - 1;
}
#define IFELSE(E1,E2,E3) (((E1) && (E2)) || (!(E1) && (E3)))
#define SEQ(E1,E2) (((E1) && (E2)) || (E2))
#define SIGNED_VAR(VAR) \
( \
IFELSE \
( \
sizeof(VAR) >= sizeof(int), \
((VAR) - (VAR) - 1 < 0), \
IFELSE \
( \
sizeof(VAR) == sizeof(short), \
SEQ(SignTestOriginalXshort = (VAR), \
SEQ(SignTestTestVal = (VAR) = -1, \
SEQ((VAR) = SignTestRestoreOriginalXshort(), \
SignTestTestVal < 0))), \
IFELSE \
( \
sizeof(VAR) == sizeof(char), \
SEQ(SignTestOriginalXchar = (VAR), \
SEQ(SignTestTestVal = (VAR) = -1, \
SEQ((VAR) = SignTestRestoreOriginalXchar(), \
SignTestTestVal < 0))), \
(fprintf(stderr, "unsupported type!"), exit(-1), 0) \
) \
) \
) \
)
#define VAR_MAX(SIGNED,VAR) \
( \
SIGNED ? \
((1ll << (sizeof(VAR) * CHAR_BIT - 2)) - 1 + \
(1ll << (sizeof(VAR) * CHAR_BIT - 2))) : \
( \
(sizeof(VAR) < sizeof(long long)) ? \
((1ll << (sizeof(VAR) * CHAR_BIT - 1)) - 1 + \
(1ll << (sizeof(VAR) * CHAR_BIT - 1))) : \
( \
(sizeof(VAR) == sizeof(long long)) ? \
-1ll : \
(fprintf(stderr, "unsupported type!"), exit(-1), 0) \
) \
) \
)
#define VAR_MIN(SIGNED,VAR) \
( \
SIGNED ? \
(-((1ll << (sizeof(VAR) * CHAR_BIT - 2)) - 1 + \
(1ll << (sizeof(VAR) * CHAR_BIT - 2))) - 1) : \
0 \
)
int main(void)
{
signed char sc = 1; char c = 2; unsigned char uc = 3;
short ss = 4; unsigned short us = 5;
int si = 6; unsigned int ui = 7;
long sl = 8; unsigned long ul = 9;
long long sll = 10; unsigned long long ull = 11;
#define PRINT_VARS() \
printf("sc=%hhd, c=%hhu, uc=%hhu, " \
"ss=%hd, us=%hu, si=%d, ui=%u, " \
"sl=%ld, ul=%lu, sll=%lld, ull=%llu\n", \
sc, c, uc, \
ss, us, si, ui, \
sl, ul, sll, ull)
#define TEST_VAR(VAR) \
{ \
int varIsSigned = SIGNED_VAR(VAR); \
if (varIsSigned) \
printf("%lld <= " #VAR " <= %lld\n", \
VAR_MIN(varIsSigned,VAR), \
VAR_MAX(varIsSigned,VAR)); \
else \
printf("%lld <= " #VAR " <= %llu\n", \
VAR_MIN(varIsSigned,VAR), \
(unsigned long long)VAR_MAX(varIsSigned,VAR)); \
}
PRINT_VARS();
TEST_VAR(sc);
TEST_VAR(c);
TEST_VAR(uc);
TEST_VAR(ss);
TEST_VAR(us);
TEST_VAR(si);
TEST_VAR(ui);
TEST_VAR(sl);
TEST_VAR(ul);
TEST_VAR(sll);
TEST_VAR(ull);
PRINT_VARS();
return 0;
}
Выход (ideone):
sc=1, c=2, uc=3, ss=4, us=5, si=6, ui=7, sl=8, ul=9, sll=10, ull=11
-128 <= sc <= 127
-128 <= c <= 127
0 <= uc <= 255
-32768 <= ss <= 32767
0 <= us <= 65535
-2147483648 <= si <= 2147483647
0 <= ui <= 4294967295
-2147483648 <= sl <= 2147483647
0 <= ul <= 4294967295
-9223372036854775808 <= sll <= 9223372036854775807
0 <= ull <= 18446744073709551615
sc=1, c=2, uc=3, ss=4, us=5, si=6, ui=7, sl=8, ul=9, sll=10, ull=11
Ответ 7
Легко можно сделать, используя ANSI C 89:
#include<stdio.h>
#include<limits.h>
int main(void) {
printf("Max value of char: %d\n", CHAR_MAX);
printf("Min value of char: %d\n", CHAR_MIN);
printf("Max value of short: %d\n", SHRT_MAX);
printf("Min value of short: %d\n", SHRT_MIN);
printf("Max value of int: %d\n", INT_MAX);
printf("Min value of int: %d\n", INT_MIN);
printf("\n\n");
return 0;
}
Обратите внимание, что вы можете включить float.h, а затем использовать:
printf("Max value of Double: %d\n", DBL_MAX);
Хотя, это менее рекомендуется.
Удачи,
Рон
