Ist die Verwendung von -1 zum Setzen aller Bits einer vorzeichenlosen Ganzzahl auf True der sicherste und portabelste Ansatz?

Ist die Verwendung von -1 zum Setzen aller Bits auf „True“ ein sicherer Ansatz?

Verschiedene Programmiersprachen, einschließlich C und C, verwenden dies häufig Technik:

unsigned int flags = -1;  // all bits are true

Dieser Ansatz zielt darauf ab, eine Variable zu initialisieren, bei der alle Bits auf 1 gesetzt sind. Ihre Sicherheit und Portabilität bleiben jedoch erhalten fraglich.

Die Vor- und Nachteile von -1, ~0 und 0xffffffff

Um diese Frage zu beantworten, müssen wir das Verhalten dieser drei Optionen in verschiedenen Szenarien betrachten :

• -1: Dieser Wert ist eine konstante Ganzzahl, bei der alle Bits auf gesetzt sind 1, unabhängig von der zugrunde liegenden ganzzahligen Darstellung (Zweierkomplement, Einerkomplement oder vorzeichenbehaftete Größe). Daher ist es eine unkomplizierte und zuverlässige Methode.
• ~0: Diese bitweise NICHT-Operation invertiert alle Bits von 0, was zu einem Wert führt, bei dem alle Bits auf 1 gesetzt sind. Allerdings ist ihr Verhalten kann je nach Operandentyp variieren. Bei Verwendung eines vorzeichenlosen int-Operanden wird das korrekte Ergebnis erzielt, bei Verwendung eines kleineren Typs (z. B. vorzeichenloser Kurzoperand) wird jedoch möglicherweise nicht das gewünschte Ergebnis erzielt.
• 0xffffffff: Diese hexadezimale Konstante stellt auch dar ein Wert, bei dem alle Bits auf 1 gesetzt sind. Ähnlich wie bei ~0 kann seine Portabilität ein Problem darstellen, da er eine 32-Bit-Ganzzahl annimmt Größe.

Empfehlung

Basierend auf der obigen Analyse wird empfohlen, die Flags-Variable mit -1 zu initialisieren. Dieser Ansatz ist der einfachste und garantiert ein konsistentes Ergebnis über verschiedene Ganzzahldarstellungen und Maschinenarchitekturen hinweg.

Wie in der bereitgestellten Referenz erläutert, konzentriert sich die Wahl von -1 auf den eingestellten Wert und nicht auf die zugrunde liegenden Bitmuster. Durch die Initialisierung mit -1 erhalten wir den höchstmöglichen Wert für den vorzeichenlosen int-Typ und stellen so sicher, dass alle Bits effektiv auf true gesetzt sind.

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