C++中：无符号数相减结果也是无符号数。

Question

在C++中，编译器会提醒我，从无符号数中减去另一个无符号数会得到无符号结果，因此调用abs()函数没有意义：

uint64_t a, b;
if (std::abs(a - b) > 10) {
    std::cout << "Divergence achieved!" << std::endl;
}

好的，我明白减法就是加法，我知道在我的情况下数字将小于2的63次方，因此我使用static_cast转换为int64_t。但调用abs的目的是避免编写以下内容：

if (a - b > 10 || b - a > 10) {
    std::cout << "Divergence achieved!" << std::endl;
}

有没有更通俗易懂的方式来完成这个操作？

- jma

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建议的做法是一开始就使用有符号整数，参见C++核心指南。 - sv90

@formerlyknownas_463035818 在无符号值上调用 abs 是没有意义的，因为它永远不会是负数。 - 1201ProgramAlarm

如果a是无符号整数，而b也是无符号整数，那么根据语言规则，a-b的结果也将是无符号整数。 - 1201ProgramAlarm

@1201ProgramAlarm：除非它们都比“int”小，否则会发生提升并使它们有符号。这在这里使用“uint64_t”是极不可能发生的。 - Ben Voigt

可能是Does abs(unsigned long) make any sense?的重复问题。 - Christopher Oezbek

Answer 1

您可以使用std::minmax，这样您就不必重复条件。这将为您提供最小值和最大值的引用，因此您始终可以以正确的方向进行减法运算。代码如下：

uint64_t a, b;
auto minmax = std::minmax(a,b);
if (minmax.second - minmax.first > 10) {
    std::cout << "Divergence achieved!" << std::endl;
}

- NathanOliver

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这里会将10解释为有符号值吗？如果是的话，应该使用static_cast<uint64_t>(10)来防止将值隐式转换为负的有符号值而产生大的差异。 - paddy

@paddy 通常的算术转换将隐式地将其转换为 uint64_t。 - NathanOliver

@paddy 如果你想要更明确一些，你也可以使用 10ULL 作为无符号字面量。 - thc

在C++17中，std::apply(std::minus<>{}, std::minmax(a,b)) 或 auto[min,max]=std::minmax(a,b); 可以使用。我认为C++需要一种更简洁的方式来使用apply。 - Yakk - Adam Nevraumont

@Yakk-AdamNevraumont，你使用std::apply会导致min-max，这与所需的相反... - sv90

@sv90 是真的；错误是负数。 - Yakk - Adam Nevraumont

Answer 2

计算机总是以二进制形式进行整数减法。有符号或无符号的赋值是一种指示编译器如何处理结果的指令。

例如：1-2（作为16位整数）将给出0xffff，对于有符号整数来说是-1，对于无符号整数来说是65535。

因此，如果您想要两个无符号整数之间的有符号差异，则

(int)(a - b);

希望这能有所帮助。

- 42LeapsOfFaith

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OP问如何做到这一点，而不是为什么会发生这种情况。 - phuclv