为何64位机器上unsigned long无法存储2^64？

先给你拆解下你遇到的几个核心问题：

1. 为什么 1UL << 64 会触发警告？ #

C语言标准明确规定：对于任何整数类型，左移的位数必须严格小于该类型的位宽度。哪怕是无符号类型也不例外——当左移位数等于或超过类型的位宽度时，行为是未定义的（Undefined Behavior）。

你的系统里unsigned long是64位（因为long是8字节=64位，unsigned long和long位宽相同），所以最大的合法左移位数是63（从0开始计数的话，第63位是最高位）。1UL << 64违反了这个规则，gcc自然会抛出shift-count-overflow警告。

2. 为什么 1UL << 63 用%ld输出会得到负数？ #

这里的问题出在格式符不匹配：

• 1UL是unsigned long类型，左移63位后的值是2^63，这是unsigned long能表示的最大值的一半（64位无符号数范围是0到2^64-1）。
• 但你用了%ld格式符，这个格式符是用来输出有符号long类型的。当把unsigned long的2^63传给printf时，它会被当作有符号long来解析：在补码表示中，64位有符号long的最高位是符号位，2^63对应的二进制是最高位为1、其余为0，这正好是有符号long能表示的最小负数：-9223372036854775808。

如果要正确输出unsigned long类型的值，你应该用%lu格式符，试试这个：

printf("2^63 (unsigned): %lu\n", 1UL << 63);

这样输出就会是正确的9223372036854775808。

3. 关于unsigned long的位宽验证 #

你通过sizeof(long)得到8字节，确实说明long是64位，unsigned long自然也是64位（无符号版本只是改变了符号位的解读，位宽和对应的有符号类型一致）。你之前的疑惑只是因为位运算规则和格式符匹配的问题，并不是unsigned long的位宽不对。

总结一下：

• 左移位数不能等于或超过类型的位宽度，否则是未定义行为
• 输出无符号类型时一定要用对应的无符号格式符（%lu对应unsigned long，%u对应unsigned int等）

内容的提问来源于stack exchange，提问作者papiro