C++中用于循环的无符号整数

Unsigned integers in C++ for loops

本文关键字：无符号整数 循环 用于 C++      更新时间：2023-10-16

我对Stackoverflow进行了一些研究，研究C++中使用无符号整数而不是有符号整数的循环的反向。但我仍然不明白为什么会出现问题（请参阅for循环的无符号int反向迭代）。为什么下面的代码会产生分段错误？

#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(void)
{
    vector<double> x(10);
    for (unsigned int i = 9; i >= 0; i--)
    {
        cout << "i= " << i << endl;
        x[i] = 1.0;
    }
    cout << "x0= " << x[0] << endl;
    return 0;
}

我知道问题是什么时候索引I会等于零，因为存在类似溢出的情况。但我认为无符号整数可以取零值，不是吗？现在，如果我用一个有符号的整数替换它，那绝对没有问题。

有人能解释一下无符号整数的反向循环背后的机制吗？

非常感谢！

这里的问题是无符号整数从不为负数。

因此，环路测试：

i >= 0

永远都是真的。这样你就得到了一个无限循环。

当它降到零以下时，它会循环到最大值unsigned值。
因此，您访问x[i]时也会越界。

这对有符号整数来说不是问题，因为它只会变为负数，从而使i >= 0失败。

因此，如果你想使用无符号整数，你可以尝试以下一种可能性：

for (unsigned int i = 9; i-- != 0; )

和

for (unsigned int i = 9; i != -1; i--)

这两个是GManNickG和AndreyT在评论中提出的。

这是我最初的3个版本：

for (unsigned int i = 9; i != (unsigned)0 - 1; i--)

或

for (unsigned int i = 9; i != ~(unsigned)0; i--)

或

for (unsigned int i = 9; i != UINT_MAX; i--)

问题是，您的循环允许i低至零，并且只有当i小于0时才期望退出循环。由于i是无符号的，所以它永远不能小于0。它滚动到2^32-1。这大于向量的大小，因此会导致segfault。

无论unsigned int i的值是多少，i >= 0总是正确的，因此for循环永远不会结束。

换句话说，如果在某个点i为0，并且你将其递减，它仍然保持非负，因为它包含一个巨大的数字，可能是4294967295（即232-1）。

问题就在这里：

for (unsigned int i = 9; i >= 0; i--)

您从一个无符号int的值9开始，您的出口定义是i>=0，这将始终为真。（无符号int永远不会为负数！！）。正因为如此，你的循环将重新开始（无休止的循环，因为i=0，然后-1变为最大uint）。

正如您所说，在循环的最后一步之后，一个无符号的值降到零以下，会产生溢出，这个数字会达到其最大值，因此我们最终会产生一个无限循环。

有人能解释一下无符号整数的反向循环背后的机制吗？

我对带索引的反向循环的首选方法是：

for (unsigned int i = 9; i > 0; --i) {
    cout << "i= " << x[i - 1] << endl;
}

这就是为什么，因为它最接近于正常环路的等价物：

for (unsigned int i = 0; i < 9; ++i) {
    cout << "i= " << x[i] << endl;
}

如果你需要多次访问索引元素，并且不想连续写入[i-1]，你可以添加这样的内容作为循环中的第一行：

auto& my_element = my_vector[i - 1];
相关文章：