如何计算两个无符号整数的绝对差？

Question

计算两个无符号整数之差的绝对值时如何防止溢出？

结果也必须是无符号整数（实际上独立于处理器，因为它在数学上只是 0 到 MAXINT 之间的数字）。

unsigned int a;
unsigned int b;

abs(a-b);

但这仅在 b<=a, otherwise a-b<0 and will then overflow, and taking

abs

稍后无济于事时才有效。

进行该计算的最简单且不会溢出的方法是什么？

（其实我想测试是否|a-b|

感谢评论中的答案，人们看到可以像使用案例区分一样完成一个简单的解决方案。

unsigned int uint_diff(unsigned int a, unsigned int b){
  if (a > b){
    return (a - b);
  }
  else {
    return (b - a);
  }
}

您可以使用简单的转换 如果

long long signed int

大于您平台上的

unsigned int

。它“可能”会是，但标准确实允许 int、

long

和

long long

具有相同的大小。

（注：我特别使用了 

long long，因为在一些常见平台上 – 如 MSVC/Windows –

long int

与

int

大小相同，对于

unsigned

版本也是如此。） 这是一个使用

constexpr if

（编译时）检查的版本，如果转换不起作用，则使用更简单的测试优先解决方案：

#include <iostream>
#include <cmath>

unsigned int unsint_diff(unsigned int a, unsigned int b)
{
    if constexpr (sizeof(long long int) > sizeof(unsigned int)) {
        return static_cast<unsigned int>(std::abs(static_cast<long long signed int>(a) - b));
    }
    else {
        if (a > b) return a - b;
        else return b - a;
    }
}

int main()
{
    unsigned int i = 123456789u;
    unsigned int j = 987654321u;
    std::cout << unsint_diff(i, j) << "\n";
    std::cout << unsint_diff(j, i) << "\n";
    return 0;
}

如果 

long long signed int

类型足够大，可以容纳

unsigned int

类型的 所有可能值（如果它至少大一个字节的话），那么您只需要对以下操作数之一进行强制转换进行减法，因为在这种情况下，

unsigned int

的等级低于

long long int

，并且会在运算前提升为该类型。

Answer 1

Answer 2

您可以使用简单的转换 如果

long long signed int

大于您平台上的

unsigned int

。它“可能”会是，但标准确实允许 int、

long

和

long long

具有相同的大小。

（注：我特别使用了 

long long，因为在一些常见平台上 – 如 MSVC/Windows –

long int

与

int

大小相同，对于

unsigned

版本也是如此。） 这是一个使用

constexpr if

（编译时）检查的版本，如果转换不起作用，则使用更简单的测试优先解决方案：

#include <iostream>
#include <cmath>

unsigned int unsint_diff(unsigned int a, unsigned int b)
{
    if constexpr (sizeof(long long int) > sizeof(unsigned int)) {
        return static_cast<unsigned int>(std::abs(static_cast<long long signed int>(a) - b));
    }
    else {
        if (a > b) return a - b;
        else return b - a;
    }
}

int main()
{
    unsigned int i = 123456789u;
    unsigned int j = 987654321u;
    std::cout << unsint_diff(i, j) << "\n";
    std::cout << unsint_diff(j, i) << "\n";
    return 0;
}

如果 

long long signed int

类型足够大，可以容纳

unsigned int

类型的 所有可能值（如果它至少大一个字节的话），那么您只需要对以下操作数之一进行强制转换进行减法，因为在这种情况下，

unsigned int

的等级低于

long long int

，并且会在运算前提升为该类型。