C++通常的算术转换不转换

C++ usual arithmetic conversions not converting

本文关键字：转换 C++      更新时间：2023-10-16

首先，我想指出的是，我确实阅读了一些标题大致相似的其他答案。然而，这些要么是指我认为是旧版本的标准，要么是指促销，而不是转换。

我一直在"；C++速成课程"；，作者在探索内置运算符的一章中陈述了以下内容：

如果没有任何浮点提升规则适用，则检查是否有任何一个参数签名。如果是，则两个操作数都变为有符号。最后，与浮点类型的提升规则一样最大的操作数用于提升另一个操作数：。。。

如果我正确阅读了标准，这不是真的，因为根据cppreference.com，

如果两个操作数都有符号或都无符号，则转换秩较小的操作数将转换为整数转换秩较大的操作数

否则，如果无符号操作数的转换秩大于或等于有符号操作数转换秩，则有符号操作数会转换为无符号操作数数的类型。

否则，如果有符号操作数的类型可以表示无符号操作数中的所有值，则无符号操作数会转换为有符号操作数数的类型

否则，两个操作数都将转换为有符号操作数类型的无符号对应对象。

更让我困惑的是以下代码：

printf("Size of int is %d bytesn", sizeof(int));
printf("Size of short is %d bytesn", sizeof(short));
printf("Size of long is %d bytesn", sizeof(long));
printf("Size of long long is %d bytesn", sizeof(long long));
unsigned int x = 4000000000;
signed int y = -1;
signed long z = x + y;
printf("x + y = %ldn", z);

产生以下输出：

Size of int is 4 bytes
Size of short is 2 bytes
Size of long is 8 bytes
Size of long long is 8 bytes
x + y = 3999999999

根据我对标准的理解，y本应转换为unsigned int，从而导致错误的结果。结果是正确的，这使我假设在这种情况下不会发生转换。为什么？如果能就此事提出申诉，我将不胜感激。非常感谢。

(我也很感激有人告诉我，我在现实生活中永远不需要这种神秘的知识，即使这不是真的——只是为了让我安心。)

将负有符号值转换为无符号值会产生与其对应的二进制补码值。添加此无符号值将导致溢出，然后产生与添加负值完全相同的值。

顺便说一句：这就是处理器做减法的诀窍(或者我在现代错了吗？)。

如果我正确阅读了标准，这不是真正的

你是对的。CCC是错误的。

根据我的理解，y应该转换为无符号int，

确实如此。

结果是正确的，这让我假设在这种情况下不会发生转换。

你认为错了。

由于-1不是可表示的无符号数，它只是简单地转换为可表示的数，是可表示的，并且与-1一致，以可表示值的数量为模。当你把它加到x上时，结果比任何可表示的值都大，所以结果是与模一致的可表示值。由于模运算的神奇之处，你可以得到正确的结果。

您添加了一个无符号int和一个有符号int，因此两个操作数的转换秩相同。因此，第二条规则将适用(强调我的)：

[否则，]如果无符号操作数的转换秩大于或等于有符号操作数转换秩，则有符号操作数会转换为无符号操作数类型。

  • -1被转换为无符号类型，方法是向其添加比最高无符号int大2的最小幂(事实上，它以2的补码表示)
  • 这个数字加上400000000，结果是总和和2的幂的模(实际上丢弃了它的高位)
  • 而你只是得到了预期的结果

标准强制转换为无符号类型，因为无符号溢出是由标准定义的，而无符号溢出不是。

我也很感激有人告诉我我永远都不需要这个现实生活中的神秘知识

上面没有提到一个隐含的推广，这是错误的常见原因：

unsigned short x = 0xffff;
unsigned short y = 0x0001;
if ((x + y) == 0)

这样做的结果是错误的，因为算术运算被隐式提升到至少int。

从代码片段的第一个print语句的输出中可以明显看出，由于int的大小是4个字节，因此无符号int值的范围可以从0到4294967295。(2^32-1)

因此，以下声明完全有效：

unsigned int x = 4000000000;

请记住，将x声明为无符号整数会使其自身的(+ve)范围是有符号对应项的两倍，但它位于完全相同的范围内，因此它们之间的转换是可能的。

signed int y = -1;
signed long z = x + y;
printf("x + y = %ldn", z);

因此，对于上面代码的其余部分，y和z的操作数是有符号(+ve/-ve)还是无符号(+ve)在这里无关紧要，因为您首先要处理的是一个无符号整数，通过在有符号版本中添加UINTMAX+1，将有符号整数转换为相应的无符号整数版本。这里UINTMAX代表最大的无符号值，它与最小的2次方相加(2^0=1)。最终结果显然会大于我们可以存储的值，因此它被视为模来收集正确的无符号整数。

但是，如果您要将x转换为已签名：

signed int x = 4000000000;
int y = -1;
long z = x + y;
printf("x + y = %ldn", z);

你会得到你可能期望的：

x + y = -294967297
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