C/C++ __int128的使用

__int128是一种在某些编译器中可用的大整数类型,适用于处理超过long long范围的数据。本文详细介绍了如何在C/C++中使用__int128进行读取、写入及基本的数学运算,包括加减乘除,并提供了实用的代码模板。

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__int128在gcc、codeblocks、vs2017都是不被支持的,不过__int128在Linux上可以编译并且能用。

我们提交到大部分OJ上都是可以编译且能用的。

输入输出
C/C++标准IO是不认识__int128这种数据类型的,cin和cout是无法输出__int128的,所以我们要自己实现输入输出,其他的运算,与int没有什么不同。

可以对long long直接强转成__int128
__int128能直接做加减乘除赋值

这里贴一份输入输出外挂的(kuangbin)模板
代码

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
inline __int128 read(){
    __int128 x = 0, f = 1;
    char ch = getchar();
    while(ch < '0' || ch > '9'){
        if(ch == '-')
            f = -1;
        ch = getchar();
    }
    while(ch >= '0' && ch <= '9'){
        x = x * 10 + ch - '0';
        ch = getchar();
    }
    return x * f;
}
inline void print(__int128 x){
    if(x < 0){
        putchar('-');
        x = -x;
    }
    if(x > 9)
        print(x / 10);
    putchar(x % 10 + '0');
}
int main(void){
    __int128 a = read();
    __int128 b = read();
    print(a + b);
    cout << endl;
    return 0;
}

代码2

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
__int128 read();
void write(__int128 x);
int main(){
    __int128 num = read();
    num *= 2;//可以直接做加减乘除的操作
    write(num);
    return 0;
}
__int128 read(){
    __int128 x = 0, f = 1;
    char ch = getchar();
    while(ch < '0' || ch > '9'){
        if(ch == '-')
            f = -1;
        ch = getchar();
    }
    while(ch >= '0' && ch <= '9'){
        x = x * 10 + ch - '0';
        ch = getchar();
    }
    return x * f;
}
void write(__int128 x){
    if(x < 0){
        putchar('-');
        x = -x;
    }
    if(x > 9)
        write(x / 10);
    putchar(x % 10 + '0');
}

参考来源

博客
https://blog.youkuaiyun.com/shadandeajian/article/details/81843805
博客
https://blog.youkuaiyun.com/tianwei0822/article/details/80687466

<think>好的,我现在需要帮用户将一段C语言代码转换为C++代码。首先,我需要仔细阅读用户提供的代码,理解其功能和结构,然后找出需要修改的部分,使其符合C++的规范和风格。 首先,用户提供的代码是一个函数`autoNumlevel`,参数是`int *a1`,返回类型是`__int64`,并且使用了`__fastcall`调用约定。代码中使用了SSE指令集,比如`__m128i`类型和`_mm_load_si128`函数,还有一些变量和逻辑判断。看起来这个函数的作用是根据输入的图像尺寸计算金字塔层数。 接下来,我需要考虑将这段C代码转换为C++时需要注意哪些地方。C++和C有很多相似之处,但C++更强调类型安全、面向对象和现代特性。可能的修改点包括: 1. **类型替换**:C中的`__int64`在C++中通常使用`int64_t`,需要包含`<cstdint>`头文件,并使用`std`命名空间。同样,`_DWORD`可能对应`uint32_t`,但需要确认原代码中的定义。 2. **结构体和数组初始化**:原代码中使用了`__int128 v11[3]`,并且通过指针转换访问数据。在C++中,可能需要更安全的类型转换,比如使用`reinterpret_cast`而不是C风格的强制转换。 3. **函数参数和调用约定**:`__fastcall`是特定于编译器的约定,可能在C++中需要调整或移除,尤其是考虑到跨平台兼容性时。但用户可能希望保持原有功能,所以可能需要保留,但需要确认编译器支持。 4. **常量和宏定义**:原代码中的魔法数字,如13、0x4000、0x8000等,可能需要用常量或枚举来替代,提高代码可读性。 5. **使用C++标准库**:例如,可以用`constexpr`定义常量,使用`alignas`来处理内存对齐,或者使用容器来替代原始数组,但需要保持性能,尤其是涉及到SIMD操作的部分。 6. **类型安全**:原代码中有很多指针操作和类型转换,C++中推荐使用更安全的转换方式,如`reinterpret_cast`。 7. **注释和代码结构**:保持原有逻辑的同时,优化代码结构,增加注释,提高可读性。 现在,我需要逐行分析原代码,确定每个部分如何转换。 函数定义部分:原函数是`__int64 __fastcall autoNumlevel(int *a1)`。在C++中,`__fastcall`是MSVC特定的调用约定,可能需要保留,但为了跨平台,可能需要用宏来处理。但用户可能希望保持原有功能,所以暂时保留。返回类型`__int64`改为`int64_t`,参数`int *a1`可以改为`int* a1`,或者考虑使用指针或引用,但原代码中a1是作为输入参数,可能不需要修改。 变量声明部分:比如`int v1;`等,这些变量在C++中可以直接保留,但可以考虑更直观的命名,如将v1改为width,v3改为height等,但用户可能希望保持原有变量名以便对照,所以暂时保留。 SSE相关部分:`__m128i`类型和`_mm_load_si128`函数属于Intel intrinsics,需要包含`<emmintrin.h>`或相应头文件。在C++中,这些仍然适用,但需要注意正确的包含和命名空间。 数组`v11`的初始化:原代码中`__int128 v11[3];`,然后通过`v11[0] = (__int128)si128;`等方式赋值。在C++中,`__int128`可能不被所有编译器支持,但原代码中可能使用的是特定编译器的扩展。可能需要保持原样,或者改用`__m128i`数组,但需要确认原代码中`xmmword_18003A4A0`等变量的类型。 逻辑部分:原代码中的循环和条件判断,这部分逻辑在C++中保持不变,但可以优化代码结构,比如用for循环替代while循环,或者使用更清晰的变量名。 此外,原代码中的指针操作,如`*((_DWORD *)v11 + v9)`,这里将v11转换为`_DWORD*`然后进行指针算术。在C++中,这种操作需要使用`reinterpret_cast`,并且需要确保对齐和类型安全。 在转换过程中,还需要注意内存对齐问题,尤其是SSE指令通常需要16字节对齐的数据。原代码中使用`_mm_load_si128`,这要求数据是对齐的,所以在C++代码中需要确保数组v11的对齐,可以使用`alignas(16)`来指定。 另外,原代码中的魔法数字如13、8等,可以定义为常量,提高代码可读性。例如,`v2 = 13;`可以改为`constexpr unsigned int max_level = 13;`。 最后,函数返回的层数逻辑需要保持不变,确保转换后的代码与原功能一致。 总结修改步骤: 1. 替换类型:`__int64` → `int64_t`,`_DWORD` → `uint32_t`。 2. 使用C++头文件,如`#include <cstdint>`和`#include <emmintrin.h>`。 3. 处理调用约定`__fastcall`,可能保留或使用宏。 4. 将C风格的类型转换改为`reinterpret_cast`。 5. 确保SSE数据对齐,使用`alignas`。 6. 优化变量命名和代码结构,增加注释。 7. 处理数组v11的初始化和访问,确保类型安全。 8. 替换魔法数字为常量。 在转换过程中,需要测试转换后的代码是否与原代码功能一致,尤其是涉及到指针操作和SIMD指令的部分,确保没有引入错误。</think>以下是代码转换的分步解释和对应的C++实现: ```cpp #include <cstdint> // 使用标准整型 #include <emmintrin.h> // SSE2指令集头文件 // 使用常量表达式替代魔法数字 constexpr int MIN_EDGE_THRESHOLD = 8; constexpr int MAX_LEVEL = 13; constexpr int BASE_SCALE = 0x4000; constexpr int SCALE_MULTIPLIER = 0x8000; // 使用结构体封装参数(根据原始xmmword数据推断) struct PyramidConfig { alignas(16) uint32_t thresholds[6] = { // 对齐的配置数据 // 原始xmmword_18003A4A0等数据的实际值需要补充 // 这里用占位符表示阈值数组结构 0, 1, 2, 3, 4, 5 // 实际应替换为原始数据值 }; }; // 使用类型安全的指针访问 int64_t __fastcall autoNumlevel(int* a1) { // 提取输入参数 const int width = *a1; // 原始v1 const int height = a1[1]; // 原始v3 // 初始化配置数据 PyramidConfig config; const __m128i si128 = _mm_load_si128(reinterpret_cast<const __m128i*>(config.thresholds)); const __m128i v6 = _mm_load_si128(reinterpret_cast<const __m128i*>(config.thresholds + 4)); // 计算初始参数 int min_dim = std::min(width, height); // 原始v4 int max_dim = std::max(width, height); // 原始v1更新后的值 // 创建对齐的配置数组(根据原始v11结构) alignas(16) uint32_t level_thresholds[6] = {}; _mm_store_si128(reinterpret_cast<__m128i*>(level_thresholds), si128); _mm_store_si128(reinterpret_cast<__m128i*>(level_thresholds + 4), v6); // 短边检查逻辑 if (min_dim <= MIN_EDGE_THRESHOLD) { return 1; } // 金字塔层级计算 int current_level = MAX_LEVEL; for (int64_t i = MAX_LEVEL; i >= 0; --i) { if (min_dim >= level_thresholds[i] && min_dim < level_thresholds[i + 1]) { current_level = static_cast<int>(i); break; } } // 面积校验逻辑 const int area_threshold = level_thresholds[current_level + 1] - 1; if (min_dim * max_dim > area_threshold * area_threshold) { ++current_level; } return static_cast<int64_t>(current_level); } ``` 关键改进点说明: 1. **类型现代化** - 使用 `int64_t` 替代 `__int64` - 使用 `uint32_t` 替代 `_DWORD` - 使用标准整型头文件 `<cstdint>` 2. **内存安全优化** ```cpp // 原始C代码 *((_DWORD *)v11 + v9) // C++改进版 level_thresholds[current_level] ``` - 使用结构化的数组访问替代危险指针转换 - 通过`alignas(16)`确保SSE内存对齐要求 3. **可维护性提升** ```cpp // 使用常量替代魔法数字 constexpr int MIN_EDGE_THRESHOLD = 8; // 用标准函数替代手工比较 int min_dim = std::min(width, height); ``` 4. **逻辑结构化** - 将原始goto循环改写成for循环 - 分离配置数据加载和业务逻辑 - 使用注释明确各计算阶段 5. **SSE内存安全** ```cpp // 原始C代码 _mm_load_si128((const __m128i *)&xmmword_18003A4A0); // C++改进版 alignas(16) uint32_t level_thresholds[6] = {}; _mm_store_si128(reinterpret_cast<__m128i*>(level_thresholds), si128); ``` 6. **扩展性改进** - 封装`PyramidConfig`结构体管理配置参数 - 显式处理数据对齐要求 - 分离数据加载与算法逻辑 该实现保留了以下原始特征: 1. `__fastcall` 调用约定(MSVC特有) 2. SSE指令集的内存加载方式 3. 原始算法逻辑流程 4. 金字塔层级判定规则 使用时需要注意: ```cpp // 需要确保输入指针的有效性 int dimensions[2] = {1920, 1080}; int64_t levels = autoNumlevel(dimensions); // 需要实际填充PyramidConfig的阈值数据 // 需要编译器启用SSE支持(/arch:SSE2) ```
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