long long各版本异同

学习内容

本节主要学long long各版本用法的异同,后续请关注学习C++11/14/17/20/23关键词版本更替，将持续更新~~

long long出现为了解决传统整形精度不足问题，long long是long long int的简写，unsigned long long 是 unsigned long long int 的简写，最小宽度为64位

取值范围：

有符号long long：补码表示范围是 $-2\^64，2 \^64 -1$

无符号 long long : 范围是 $0 , 2 \^ 64 -1$

字面量后缀：标准为 " ll / LL "为 long long 字面量后缀，" ull / uLL / ULL / Ull "为unsigned long long 字面量后缀

头文件使用提供固定宽度别名： int64_t ( long long) , uint64_t (unsigned long long )

C++11 正式纳入标准内置基本类型

1、废弃编译器扩展的非标准写法（ __int64兼容写法）

2、强制规定 ll / LL ， ull / ULL 为标准后缀

3、适配C++11新特性

auto推导可正确识别 long long , auto x = 1L ;
模版参数可接受long long 类型， template struct A{};
右值引用（&&）支持long long，移动语义可作用于64位整数
nullptr与 long long 指针可正常配合， long long * pL = nullptr;
4、新增 int64_t / uint64_t / int_least64_t / int_fast64_t等，与 long long 映射
5、/ 支持long long 的输出（cout）
6、增加64位数学函数重载（abs( long long )）,解决 abs仅支持int / long型问题

C++14 细节完善

1、增强constexpr对long long 支持，允许在编译期进行复杂算法运算、逻辑运算、条件判断

cpp 复制代码

constexpr long long calc() { return 100LL + 200 LL ; }
constexpr long long res = calc();

2、二进制字面量支持 long long 后缀 , 0B / 0b 均代表二进制

constexpr long long bin = 0b1010LL;

3、数字分隔符适配long long ,提升可读性，支持所有整形

cpp 复制代码

long long big_num = 123'345'567'789'34LL;

4、完善泛型变成中类型推导，使得auto正确推导long long

cpp 复制代码

auto lam = [](auto x) { return x * 2LL ; }
long long res = lam(100LL);

5、 / 新增long long 重载函数

C++17 核心增强

1、新增标准64位整数的上下先常量：

LLONG_MAX/LLONG_MIN: long long 最大值，最小值

ULLONG_MAX: unsigned long long 最大值

INT64_MAX / INT64_MIN / UINT64_MAX : int64_t / uint64_t最大值/最小值

2、新增类型特性模版，精准判断 long long ,在<type_traits>新增编译期类型判断，替代typeid

std::is_long_long_v , 判断T是否为long long

std::is_unsigned_long_long_v , 判断T是否为unsigned long long

3、结构化绑定

cpp 复制代码

std::pair<long long ,std::string > p = {112LL , "test" };
auto [ num , flag ] = p;

4、constexpr if适配long long 编译期分支

cpp 复制代码

template <typename T>
T get_max() {
    if constexpr (std::is_long_long_v<T>) {
        return LLONG_MAX; // 编译期分支，仅当T是long long时编译
    } else if constexpr (std::is_unsigned_long_long_v<T>) {
        return ULLONG_MAX;
    } else {
        return 0;
    }
}
long long ll_max = get_max<long long>(); // 编译期返回LLONG_MAX

5、部分标准库容器的resize/reverse支持long long作为参数（之前仅支持size_t）

6、long long与其他整形的隐式转换规则（int 转为long long是安全转换，反之是窄化转换）

C++20特性增强

编译期数组初始化（ constexpr std::array <long long , 3 > arr = { 1LL , 2LL , 3LL };）

编译期标准库函数调用（ constexpr long long sum = std::accumulate( arr.begin() , arr.end() , 0LL ;）

编译期数值转换（constexpr int x = static_cast(100LL);）

Concepts精准约束long long类型，替代传统std::is_integral

std::signed_integral:约束有符号整数

std::unsigned_integral: 约束无符号整数

cpp 复制代码

template< class T>
requires std::is_long_long_v<T> T doubleNum(T x) { return x* 2LL; }

template <std::signed_integral T> 
T add(T x) { return x + x ; }

doubleNum(100LL);
doubleNum(1);  //报错 ，必须是long long类型
add(200LL);

3、Ranges适配long long,包括范围迭代、范围算法、视图转换

cpp 复制代码

vector<long long > v = { 1LL , 2LL , 3LL };
long long sum = v | views::filter( [](auto x){ return x > 1LL; } ) | views::fold_left( 0LL , plus<>() );

4、协程中的long long 支持，可作为协程的参数/返回值

5、窄化转换检查增强

cpp 复制代码

int a = 10000000000LL;  //error ，窄化转换不允许
int b = static_cast<int> (10000000000LL);  //OK ， 显式转换

C++23 核心增强

1、新增整型字面量的通用后缀z/Z(对应ssize_t) 和 uZ / UZ (对应size_t)，并支持与long long后缀配合

cpp 复制代码

vector<long long> vec(100);
for(ssize_t i = 0 ;i <vec.size(); ++i) { vec[i] = i * 1LLz ; }

2、在中新增64位整型高精度运算，支持long long的溢出安全运算

cpp 复制代码

long long a = LLONG_MAX;
long long b = 1LL;
long long res ;
if ( add_overflow( a, b ,res)) { cout << " add overflow " << endl; }  //溢出检测，结果存入res
long long satSum = add_sat( a, b );   //溢出时取最大值/最小值

3、标准化Modules中long long的导入规则，无需在模块导入 / 即可使用，LLONG_MAX等常量需要import std; 显式导入对应标准模块

4、完善 std::optional / std::expected <long long , Error> 支持，允许从字面量初始化

cpp 复制代码

optional<long long> opt = 123LL;

5、禁止long long非法窄化转换，必须强制显式转换static_cast

6、在<type_traits>中新增编译期数值范围判断模版，检测long long是否溢出

cpp 复制代码

template< long long N>
struct CheckOverflow { static constexpr bool value = ( N > LLONG_MAX) || (N < LLONG_MIN); };

static_assert ( !CheckOverflow<100LL>::value , "未溢出");
static_assert(CheckOverflow<10000000000000000000LL>::value, "溢出");