关于long long 数据类型使用的一个问题

笔记原创: 兰特
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系统平台：linux平台,gcc

有这样的一个程序，是关于使用随机函数rand()的：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

int main()
{
        time_t tm;
        long random_num;

        tm = time(NULL);
        srand(tm);

        while (1) {
                random_num = rand()*0x10000 + rand();
                if (random_num < 0) {
                        printf("%0Lx\n", random_num);
                        break;
                }
        }
}
这个函数输出一个随机数random_num，运行程序会发现它的输出值是负值；查找程序
很快发现，原来是random_num是一个long类型的变量，rand()*0x10000+rand()的值有
可能大于一个long类型数据的最大尺寸。
让我们分析一下rand()*0x10000+rand()的最大可能值：rand()的最大可能取值为：
RAND_MAX （参考man说明），而 RAND_MAX的值在/usr/include/stdlib.h中定义：
#define   RAND_MAX  2147483647，所以我们计算一下rand()*0x10000+rand()最大可能值
为：2147483647*66636+2147483647=143101867785139=0x82267FFEFBB3，这也就意味着
random_num需要至少6个字节的数据类型，那么我们只有选择long long类型了。

因此,上面的代码修改如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

int main()
{
        time_t tm;
        long long random_num;

        tm = time(NULL);
        srand(tm);

        while (1) {
                random_num = rand()*0x10000 + rand();
                if (random_num < 0) {
                        printf("%0Lx\n", random_num);
                        break;
                }
        }
}

但是，我们发现random_num输出的依然是负值。经过分析发现，random_num = rand()*0x10000+rand()这条赋值语句中，右值的运算是按照int类型运算的，我们可以查看rand()函数的原型：
int rand(void); 所以当右值的运算超过int类型的最大值，则运算不正确，发生了溢出，所以赋给左值的值肯定是错误的，random_num得出的值为负值就不足奇怪了。

因此上面的代码修改如下:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

int main()
{
        time_t tm;
        long long random_num;

        tm = time(NULL);
        srand(tm);

        while (1) {
                random_num = (long long)rand()*0x10000 + (long long)rand();
                if (random_num < 0) {
                        printf("%0Lx\n", random_num);
                        break;
                }
        }
}

这样，代码就正确了：当然了，正确的代码输出是个死循环，你只能按下ctrl+c终止程序运行。

总结：
这个问题可以看出，long long 类型并不属于int,char,short等内置数据类型一类（因为int,char,short之间
不存在这个问题，它们隐含了数据类型优先级自动转换）；在编写代码的同时，我们最好能够
显示的进行数据类型的转换，不依赖于隐含的规则，这样就会少一些BUG。