如果srand函数的参数是负整数，那么在幕后会发生什么？

Question

如果srand函数的参数是负整数，那么在幕后会发生什么？

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说，srand的参数是一个无符号整型，但是如果不强制转换使用，编译器不会报错。如果不使用(unsigned int)进行类型转换，有可能出现问题吗？或者没有区别，因为编译器总是会隐式地转换？下面是一个例子：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int
main(void)
{
    int num, x;

    x = -2;

        srand(x);
    num = rand() % 100000;

    printf("%d\n", num);

    return 0;
}

这段代码的输出结果是：

我将假设编译器会自动将类型为int的变量x转换为unsigned int。这种转换会发生什么？如果转换将变量（其类型为int）转换为与另一个数字相同的unsigned int，那么会怎样？当生成种子后，它们将是相同的。换句话说：

int x = -2;
int y = 546; // the number 546 is just an example !

int num_x = srand(-2);
int num_y = srand(546);

在幕后，num_x等于num_y。

当我在我的srand参数上有一个负数时，这个疑问出现了，我怀疑这个种子是否唯一。我认为不是，因为例如下面的代码：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int
main(void)
{
    int t, num;
    t = -6;

    printf("%u\n", t);  // prints the variable t as unsigned (implicitly converted)
        srand(t);
    num = rand() % 100000;
    printf("Random number: %d\n", num);

    srand(4294967290);   // the number 4294967290 is how the int number -6 looks like when converted in unsigned int
    num = rand() % 100000;
    printf("New random number: %d\n", num);
    return 0;
}

它的输出：

4294967290
Random number: 19
New random number: 19

所以，转换后的负数总是会表现出这种行为吗? 我该如何解决这个问题?

- ViniciusArruda

2个回答

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我认为你的想法是正确的，因为在头文件"stdlib.h"中，srand函数的声明是：

void srand (unsigned int seed);

因此，如果你将一个负整数作为参数传递给srand函数，srand函数会将这个负整数转换为无符号整数。

以下是一个示例：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int test(unsigned int data)
{
    if(data == 4294967290)
    {
        return 1;
    }
    else
        return 99;
}
int
main(void)
{
    int i;

    i = -6;
    printf("negative parameter : %d\n", test(i));

    i = 4294967290;
    printf("unsigned parameter : %d", test(i));


    return 0;
}

它的输出：

negative parameter : 1
unsigned parameter : 1

希望我的回答对你有用。

- David

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可以查看英文原文，
原文链接

- Shafik Yaghmour · Accepted Answer

它将会被隐式转换，使用gcc的-Wconversion，clang应该会对此提供警告，clang给出以下警告：

warning: implicit conversion changes signedness: 'int' to 'unsigned int' [-Wsign-conversion]
    srand(x);
    ~~~~~ ^

这种转换所使用的规则在C99标准草案的第6.3.1.3节有符号和无符号整数中有规定（强调是我的）：

当将具有整数类型的值转换为其他整数类型时，如果该值可以用新类型表示，则其值不变，除非新类型是_Bool。

否则，如果新类型是无符号的，则通过反复添加或减去一个比新类型中可表示的最大值多1的值，直到该值在新类型的范围内，来对该值进行转换。49）

否则，新类型为有符号的，而该值不能用它来表示；结果是实现定义的，或引发实现定义的信号。

因此，对于您的第一个例子，将-2转换为unsigned int，结果应为：

UINT_MAX + 1 + -2

这里的UINT_MAX - 1代表的是无符号整数类型中的最大值减去1，这导致了一个有用的特性：无论您使用的是哪种无符号类型，-1将始终被转换为最大的无符号数值。

您可以使用limits.h来获取UINT_MAX。

有符号情况则不同，根据上面的第3段所述，它是实现定义的，这意味着编译器决定如何处理此情况，因此您必须阅读相关文档（如果有提供）以了解此处会发生什么。例如，整数的实现定义行为部分针对此情况表示：

在将整数转换为无法表示为该类型对象的有符号整数类型时，结果或引发的信号（C90 6.2.1.2，C99和C11 6.3.1.3）。

对于转换为宽度为N的类型，超出类型范围的值被模数2^N减少，以使其在类型范围内；不引发信号。

所以它将有符号情况视为无符号情况，数字只是重复并且不会导致引发信号。因此，对于gcc而言，这是定义明确的行为，但这不是可移植的行为，因此不应该依赖它。