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當二元運算符兩邊的簽名不同時，促銷規(guī)則如何工作？

C++

慕碼人8056858 2019-08-27 16:40:48

當二元運算符兩邊的簽名不同時，促銷規(guī)則如何工作？考慮以下程序：// http://ideone.com/4I0dT#include <limits>#include <iostream>int main(){ int max = std::numeric_limits<int>::max(); unsigned int one = 1; unsigned int result = max + one; std::cout << result;}和// http://ideone.com/UBuFZ#include <limits>#include <iostream>int main(){ unsigned int us = 42; int neg = -43; int result = us + neg; std::cout << result;}+運算符如何“知道”返回哪個正確的類型？一般的規(guī)則是把所有的參數(shù)轉(zhuǎn)換為最廣泛的類型，但在這里沒有明確的“贏家”之間int和unsigned int。在第一種情況下，unsigned int必須選擇作為結(jié)果operator+，因為我得到了結(jié)果2147483648。在第二種情況下，它必須選擇int，因為我得到了結(jié)果-1。然而，在一般情況下，我沒有看到這是如何可判定的。這是我看到的未定義的行為還是其他什么？

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3 回答

忽然笑

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這在§5/ 9中明確概述：

許多期望算術(shù)或枚舉類型的操作數(shù)的二元運算符會以類似的方式引起轉(zhuǎn)換并產(chǎn)生結(jié)果類型。目的是產(chǎn)生一個通用類型，它也是結(jié)果的類型。這種模式稱為通常的算術(shù)轉(zhuǎn)換，定義如下：
如果任一操作數(shù)是類型long double，則另一個操作數(shù)應轉(zhuǎn)換為long double。
否則，如果任一操作數(shù)是double，則另一個操作數(shù)應轉(zhuǎn)換為double。
否則，如果任一操作數(shù)是float，則另一個操作數(shù)應轉(zhuǎn)換為float。
否則，應對兩個操作數(shù)執(zhí)行整體促銷。
然后，如果任一操作數(shù)是unsigned long另一個應轉(zhuǎn)換為unsigned long。
否則，如果一個操作數(shù)是a long int和另一個unsigned int，那么如果a long int可以表示a的所有值unsigned int，unsigned int則應轉(zhuǎn)換為a long int; 否則兩個操作數(shù)都應轉(zhuǎn)換為unsigned long int。
否則，如果任一操作數(shù)是long，則另一個操作數(shù)應轉(zhuǎn)換為long。
否則，如果任一操作數(shù)是unsigned，則另一個操作數(shù)應轉(zhuǎn)換為unsigned。
[ 注意：否則，唯一剩下的情況是兩個操作數(shù)都是int]

在兩個場景中，結(jié)果operator+都是unsigned。因此，第二種情況是有效的：

int result = static_cast<int>(us + static_cast<unsigned>(neg));

因為在這種情況下，值us + neg不能表示int，值result是實現(xiàn)定義的 - §4.7/ 3：

如果目標類型已簽名，則如果可以在目標類型（和位字段寬度）中表示該值，則該值不會更改; 否則，該值是實現(xiàn)定義的。

反對回復 2019-08-27

侃侃無極

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在C標準化之前，編譯器之間存在差異 - 一些遵循“保值”規(guī)則，另一些遵循“簽署保留”規(guī)則。保留符號意味著如果任一操作數(shù)是無符號的，則結(jié)果是無符號的。這很簡單，但有時會給出相當驚人的結(jié)果（特別是當負數(shù)轉(zhuǎn)換為無符號時）。

C對更復雜的“保值”規(guī)則進行了標準化。在保值規(guī)則下，促銷可以/確實取決于類型的實際范圍，因此您可以在不同的編譯器上獲得不同的結(jié)果。例如，在大多數(shù)MS-DOS編譯器上，它們int的大小short和long它們的大小相同。在許多當前系統(tǒng)int上，它們的大小與之相同long，并且short兩者都不同。使用保值規(guī)則，這些可以導致促銷類型在兩者之間不同。

值保留規(guī)則的基本思想是，如果可以表示較小類型的所有值，它將提升為更大的簽名類型。例如，16位unsigned short可以提升為32位signed int，因為每個可能的值unsigned short都可以表示為a signed int。當且僅當需要保留較小類型的值時，類型將被提升為無符號類型（例如，如果unsigned short和signed int都是16位，則a signed int不能代表所有可能的值unsigned short，因此unsigned short將被提升為unsigned int）。

當您按原樣分配結(jié)果時，無論如何都會將結(jié)果轉(zhuǎn)換為目標類型，因此大多數(shù)情況都會產(chǎn)生相對較小的差異 - 至少在大多數(shù)情況下，它只會將位復制到結(jié)果中，并且由您來決定是將其解釋為已簽名還是未簽名。

當你沒有分配比較結(jié)果時，事情會變得非常難看。例如：

unsigned int a = 5;signed int b = -5;if (a > b)
    printf("Of course");else
    printf("What!");

在符號保留規(guī)則下，b將被提升為無符號，并且在此過程中變得相等UINT_MAX - 4，所以“什么！” if將采取的腿。使用保值規(guī)則，您可以設法產(chǎn)生一些奇怪的結(jié)果，但是1）主要在類似DOS的系統(tǒng)中，int其大小short與2 相同，并且2）無論如何通常都難以做到。