Có thể phân biệt giữa 0 và -0 không?

Tôi biết rằng các giá trị số nguyên 0và -0về cơ bản là giống nhau. Nhưng, tôi đang tự hỏi liệu có thể phân biệt giữa chúng không.

Ví dụ, làm cách nào để biết liệu một biến đã được chỉ định -0hay chưa?

bool IsNegative(int num)
{
    // How ?
}

int num = -0;
int additinon = 5;

num += (IsNegative(num)) ? -addition : addition;

Giá trị được -0lưu trong bộ nhớ có chính xác như cách 0không?

Nó phụ thuộc vào máy bạn đang nhắm mục tiêu.

Trên một máy sử dụng biểu diễn phần bù của 2 cho số nguyên, không có sự khác biệt ở cấp độ bit giữa 0và -0(chúng có cùng cách biểu diễn)

Nếu máy của bạn sử dụng phần bổ sung của một người , bạn chắc chắn có thể

0000 0000   -> signed   0 
1111 1111   -> signed   −0

Rõ ràng là chúng ta đang nói về việc sử dụng hỗ trợ gốc , các bộ xử lý dòng x86 có hỗ trợ riêng cho biểu diễn bổ sung của hai số có dấu. Sử dụng các biểu diễn khác chắc chắn là có thể nhưng có lẽ sẽ kém hiệu quả hơn và cần nhiều hướng dẫn hơn.

_{(Như JerryCoffin cũng đã lưu ý: ngay cả khi phần bổ sung của một người được coi là chủ yếu vì các lý do lịch sử, thì các biểu diễn cường độ có chữ ký vẫn khá phổ biến và có một đại diện riêng biệt cho số 0 âm và dương)}

Đối với một int(trong biểu diễn "phần bù của 2" gần như phổ biến) các biểu diễn của 0và -0giống nhau. (Chúng có thể khác nhau đối với các biểu diễn số khác, ví dụ. Dấu chấm động IEEE 754.)

Hãy bắt đầu với việc biểu diễn số 0 trong phần bù của 2 (tất nhiên tồn tại nhiều hệ thống và cách biểu diễn khác, ở đây tôi đang đề cập đến hệ thống cụ thể này), giả sử 8-bit, số 0 là:

0000 0000

Bây giờ, hãy lật tất cả các bit và thêm 1 để có phần bổ sung của 2:

1111 1111 (flip)
0000 0001 (add one)
---------
0000 0000

chúng tôi đã nhận 0000 0000, và đó cũng là đại diện của -0.

Nhưng lưu ý rằng trong phần bù của 1, dấu 0 là 0000 0000, nhưng -0 là 1111 1111.

Tôi đã quyết định để lại câu trả lời này vì việc triển khai C và C ++ thường có liên quan chặt chẽ với nhau, nhưng trên thực tế, nó không tuân theo tiêu chuẩn C như tôi nghĩ. Điểm vẫn còn là tiêu chuẩn C ++ không chỉ định điều gì xảy ra cho những trường hợp như thế này. Nó cũng có liên quan rằng các biểu diễn không bổ sung hai phần cực kỳ hiếm trong thế giới thực và ngay cả khi chúng tồn tại, chúng thường che giấu sự khác biệt trong nhiều trường hợp hơn là để lộ nó như một thứ mà ai đó có thể dễ dàng phát hiện ra.

Hành vi của các số không âm trong các biểu diễn số nguyên mà chúng tồn tại không được xác định chặt chẽ trong tiêu chuẩn C ++ như trong tiêu chuẩn C. Tuy nhiên, nó viện dẫn tiêu chuẩn C (ISO / IEC 9899: 1999) như một tài liệu tham khảo quy chuẩn ở cấp cao nhất [1.2].

Trong tiêu chuẩn C [6.2.6.2], số 0 âm chỉ có thể là kết quả của các phép toán bit hoặc các phép toán đã có số 0 âm (ví dụ: nhân hoặc chia số 0 âm cho một giá trị hoặc thêm số 0 âm vào zero) - áp dụng toán tử trừ một bậc cho giá trị của một số 0 bình thường, như trong ví dụ của bạn, do đó, được đảm bảo sẽ dẫn đến một số 0 bình thường.

Ngay cả trong những trường hợp có thể tạo ra số 0 âm, không có gì đảm bảo rằng chúng sẽ làm được, ngay cả trên một hệ thống hỗ trợ số 0 âm:

Không xác định được liệu những trường hợp này thực sự tạo ra số 0 âm hay số 0 bình thường và liệu số 0 âm có trở thành số 0 bình thường khi được lưu trữ trong một đối tượng hay không.

Do đó, chúng ta có thể kết luận: không, không có cách nào đáng tin cậy để phát hiện trường hợp này. Ngay cả khi không có thực tế là các biểu diễn không bổ sung hai phần là rất phổ biến trong các hệ thống máy tính hiện đại.

Về phần mình, tiêu chuẩn C ++ không đề cập đến thuật ngữ "số không âm" và có rất ít thảo luận về các chi tiết của cường độ có dấu và các biểu diễn bổ sung của một người, ngoại trừ lưu ý [3.9.1 đoạn 7] rằng chúng được phép.

Nếu máy của bạn có các đại diện riêng biệt cho -0và +0thì memcmpsẽ có thể phân biệt chúng.

Nếu có các bit đệm, trên thực tế cũng có thể có nhiều biểu diễn cho các giá trị khác 0.

Trong đặc tả ngôn ngữ C ++, không có số nguyên nào như số không âm .

Ý nghĩa duy nhất của hai từ đó là toán tử một ngôi - được áp dụng cho 0, cũng như ba cộng năm chỉ là toán tử nhị phân +được áp dụng cho 3và 5.

Nếu có một số 0 âm riêng biệt , phần bù của hai (cách biểu diễn phổ biến nhất của các kiểu số nguyên) sẽ là một biểu diễn không đủ cho các triển khai C ++, vì không có cách nào để biểu diễn hai dạng số 0.

Ngược lại, dấu chấm động (theo IEEE) có số 0 âm và dương riêng biệt. Ví dụ, chúng có thể được phân biệt khi chia 1 cho chúng. Số 0 dương tạo ra dương vô cùng; số không âm tạo ra âm vô cùng.

Tuy nhiên, nếu xảy ra các biểu diễn bộ nhớ khác nhau của int 0 (hoặc bất kỳ int nào hoặc bất kỳ giá trị nào khác thuộc bất kỳ kiểu nào khác), bạn có thể sử dụng memcmpđể khám phá rằng:

#include <string>

int main() {
    int a = ...
    int b = ...
    if (memcmp(&a, &b, sizeof(int))) {
        // a and b have different representations in memory
    }
}

Tất nhiên, nếu điều này xảy ra, ngoài các hoạt động bộ nhớ trực tiếp, hai giá trị sẽ vẫn hoạt động theo cùng một cách.

Để đơn giản hóa, tôi thấy nó dễ hình dung hơn.

Kiểu int (_32) được lưu trữ với 32 bit . 32 bit có nghĩa là 2 ^ 32 = 4294967296 giá trị duy nhất . Như vậy:

dải dữ liệu unsigned int là 0 đến 4,294,967,295

Trong trường hợp giá trị âm, nó phụ thuộc vào cách chúng được lưu trữ. Trong trường hợp

• Bổ sung của hai –2,147,483,648 đến 2,147,483,647
• Phần bù của một –2,147,483,647 đến 2,147,483,647

Trong trường hợp bổ sung của Một giá trị tồn tại -0.