Abseil Code Review · 48/79

absl::int128·uint128 분석

2026년 6월 12일 · Hawk · 2분 읽기

cpp abseil numeric int128 integer

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#왜 128비트가 필요한가

64비트 정수의 한계는 두 곳에서 자주 부딪힌다.

광범위 timestamp — 나노초 epoch는 64비트로 ~292년. 마이크로초로는 ~58만 년. 곱·누적이 들어가면 부족해진다.
누적 통계 — count × value² 같은 분산 계산.
암호·해시 합성 — SipHash, BLAKE 같은 알고리즘이 128비트 중간 결과를 요구.

Clang/GCC는 __int128을 비표준 확장으로 제공하지만 MSVC는 없다. Abseil은 모든 플랫폼에 동일 인터페이스를 보장한다.

비트 레이아웃과 carry 처리는 다음과 같다.

uint128 비트 레이아웃과 carry

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#include "absl/numeric/int128.h"
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absl::uint128 u = absl::MakeUint128(0x12345678, 0xabcdef0123456789);
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absl::int128  s = absl::MakeInt128(-1, 0);
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absl::uint128 sum = u + absl::Uint128Max();

#생성

문법이 약간 다른 두 가지 생성 방식이 있다.

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// 1. 64-bit half-pair (high, low)
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absl::uint128 a = absl::MakeUint128(0xdead'beef, 0xcafe'0000'0000);
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// 2. 정수 리터럴 변환
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absl::uint128 b = 42;
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absl::int128  c = -100;
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// 3. 상수
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absl::uint128 max_u = absl::Uint128Max();
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absl::int128  min_s = absl::Int128Min();
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absl::int128  max_s = absl::Int128Max();

리터럴은 64비트까지만 직접 들어간다. 큰 값은 두 64비트 조각으로 합성하거나 곱·shift로 만든다.

1
absl::uint128 trillion_squared = absl::uint128{1'000'000'000'000ULL} *
2
                                  absl::uint128{1'000'000'000'000ULL};

#산술

C++ 산술 연산자가 모두 오버로드된다. 컴파일러가 __int128을 지원하면 그것을 사용하고, 아니면 long-arithmetic emulation으로 fallback.

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absl::uint128 a = absl::MakeUint128(1, 0);   // 2^64
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absl::uint128 b = a + 1;                      // 2^64 + 1
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absl::uint128 m = a * a;                      // 2^128 — overflow
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                                              //   m == 0 (low 128 bits)
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absl::uint128 d = m / a;                      // 0 / a == 0
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absl::uint128 sh = absl::uint128{1} << 100;   // 2^100

부호 있는 경우 overflow는 implementation-defined (대부분 wrap)이다.

#64-bit 분해

Uint128High64/Uint128Low64로 두 절반을 꺼낼 수 있다.

1
absl::uint128 v = ...;
2
uint64_t hi = absl::Uint128High64(v);
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uint64_t lo = absl::Uint128Low64(v);

직렬화 시 두 64비트로 나누어 저장하는 패턴이 흔하다.

1
void Encode(absl::uint128 v, char* buf) {
2
    uint64_t hi = absl::Uint128High64(v);
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    uint64_t lo = absl::Uint128Low64(v);
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    std::memcpy(buf, &hi, 8);
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    std::memcpy(buf + 8, &lo, 8);
6
}

#문자열 변환

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absl::uint128 v = absl::MakeUint128(0x1234, 0x5678);
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std::string s = absl::StrCat(v);
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// "340282366920938463463374607431768211456" 같은 십진수
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std::ostringstream os;
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os << std::hex << v;   // 16진수 출력

StrCat/StreamFormatter가 자동 지원한다. 파싱은 absl::SimpleAtoi로.

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absl::uint128 parsed;
2
if (!absl::SimpleAtoi("123456789012345678901234567890", &parsed)) {
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    return absl::InvalidArgumentError("bad number");
4
}

#std::numeric_limits 호환

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static_assert(std::numeric_limits<absl::uint128>::is_integer);
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static_assert(std::numeric_limits<absl::uint128>::digits == 128);
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absl::uint128 max = std::numeric_limits<absl::uint128>::max();

C++20부터는 std::uint128_t가 제안되었지만 표준 진입이 아직 미정. Abseil은 그 사이의 명확한 안정 답이다.

#작은 예시 — 큰 카운터

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class GlobalRequestCounter {
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public:
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    void Increment(uint64_t bytes) {
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        absl::MutexLock lock(&mu_);
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        count_ += 1;
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        bytes_total_ += absl::uint128{bytes};
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    }
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    absl::uint128 BytesTotal() const {
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        absl::MutexLock lock(&mu_);
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        return bytes_total_;
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    }
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private:
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    mutable absl::Mutex mu_;
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    uint64_t count_ ABSL_GUARDED_BY(mu_) = 0;
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    absl::uint128 bytes_total_ ABSL_GUARDED_BY(mu_) = 0;
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};

petabyte 누적이 우습게 들어간다. 64비트면 16EB(2^64 바이트)에서 wrap.

#코드 리뷰 체크리스트

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// 회피 — __int128 비표준 직접 사용
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__int128 v = ...;   // ❌ MSVC 안 됨
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// Good — absl::int128
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absl::int128 v = ...;

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// 회피 — high/low 합성 시 부호 혼동
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absl::int128 v = (static_cast<absl::int128>(hi) << 64) | lo;   // ⚠️ 부호 확장
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// Good — 명시 helper
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absl::int128 v = absl::MakeInt128(hi, lo);

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// 회피 — JSON 직렬화에 그대로
2
std::string s = absl::StrCat(v);    // 10진수 문자열 → JSON number는 53비트 제한
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// → 문자열로 wrap 또는 hi/lo 두 필드로 분해

#정리

absl::int128/uint128은 모든 플랫폼 통합 128비트 정수.
컴파일러 builtin(__int128) 가능 시 그것을 사용, 아니면 emulation.
MakeUint128(hi, lo) / MakeInt128(hi, lo)로 생성, Uint128High64/Uint128Low64로 분해.
산술·shift·비교 연산자 전부 오버로드. overflow는 wrap.
StrCat·SimpleAtoi로 문자열 변환. numeric_limits 호환.