用C++实现与uint64_t相同功能的类

简介：
本文章介绍如何使用C++编写一个自定义类，该类的功能和特性与标准库中的uint64_t类型完全一致，适用于需要更高控制或特定操作场景。 在C语言环境中，`uint64_t`是一种无符号的64位整数类型，通常用于处理大数值或需要高效执行位操作的情况。不过，并非所有的C编译器都支持包含这个类型的头文件`stdint.h`，这可能导致了它不能被所有平台直接使用的问题。为此，这里提供了一个自定义类——`uint64`来模仿`uint64_t`的功能，在那些不原生支持该类型的地方发挥作用。 文中首先介绍了一种名为`maybe_big_endian`的结构体设计，用以识别系统的字节顺序（即大端或小端）。通过使用GCC提供的宏变量`__BYTE_ORDER`可以确定具体的系统字节序。如果无法判断，则编译器将报告错误信息。 接下来定义了模板类`uint64_data`，它基于一个包含两个32位无符号整数的数组来模拟出一个完整的64位整数值。该类提供了获取这两个存储单元的方法，并根据系统的具体字节顺序选择相应的位置作为高位或低位。 然后是实际使用的自定义类型——`uint64`类。这个类继承了前面提到的模板，实现了基本算术运算如加法、左移和右移等操作。同时提供了一个将自身转换为32位整数的功能以及一个交换两个实例值的好友函数swap。 构造函数允许使用单个32位数值来初始化`uint64`对象，并且提供了拷贝构造的机制以复制另一个同类型的数据实体。此外，还重载了加法、左移和右移运算符（分别表示为+=, <<= 和 >>=）以便于执行这些操作。 在实现上述功能的过程中，特别注意到了字节序的影响以及可能发生的数值溢出情况，并通过适当的算法来处理这些问题。虽然这个自定义的`uint64`类目前只实现了基本的功能集，但它已经足够应对大多数需要大整数运算的情形了。对于更复杂的数学操作（如比较、乘法和除法），可以进一步扩展此类以提供支持。 总之，该解决方案为在不直接使用标准库中的`uint64_t`类型的情况下处理64位数值问题提供了另一种途径，并且通过利用模板特性和适当的位级编程技巧确保了跨平台兼容性。这尤其适用于需要向旧系统或受限环境移植代码的情况。