将uint8_t与一个数字进行比较

Question

或许我没有正确理解C++，或者这是编译器的一个错误？

uint8_t a = 0x00;
uint8_t b = 0xFF;

if( a - b == 1 )
{
    doNothing();
}

doNothing 没有被调用（正如预期），因为 (a-b) 的结果被隐式转换为比较操作中第二个操作数的类型。对于数字，它是带符号整数。好的。

if( a - b == (uint8_t)1 )
{
    doNothing();
}

doNothing仍然没有被调用，但我现在不理解原因！我已经将数字显式转换为uint8了！

if( (uint8_t)(a - b) == 1 )
{
    doNothing();
}

现在doNothing终于被调用了，但为什么呢？为什么两个uint8的相减会返回一个int呢？

编译器是ARM Cortex M3的uVision ARMCC。

- Amomum

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请参阅此问题，以获得关于转换规则的更全面解释：https://dev59.com/n2035IYBdhLWcg3wMNGW - Dale Wilson

据我记得，Keil C 并不完全符合标准，因此人们在使用时可能会感到相当困惑。不过，在这种情况下，它似乎遵循了标准。顺便问一下，为什么这个问题被同时标记为 C 和 C++？你正在使用哪种语言？ - Keith Thompson

不是问题，但是没有隐式转换这种东西。强制类型转换是你在源代码中编写的内容，告诉编译器进行转换。由强制类型转换引起的转换是显式转换。编译器在没有强制类型转换的情况下进行的转换是隐式转换。 - Pete Becker

@Amomum，顺便说一下，即使代码片段＃3可以工作，它也是未定义的行为，你不应该依赖它。 - ZijingWu

@Amomum，抱歉我的错，我刚刚查了标准，它已经定义并且转换的结果是1。 - ZijingWu

Answer 1

在表达式 a - b 中，进行减法之前，操作数被提升为 int 类型，因此结果是 -255，而不是 1。

这就是为什么第一个和第二个例子都失败了；这与 == 的另一个操作数无关。第三个例子将 -255 转换回 uint8_t 类型，使其对 256 取模，所以结果是预期的 1。

- Mike Seymour

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在第三种情况下，(uint8_t)(a - b) 的结果为 (uint8_t) 1。这个 1 是否会被提升为 int 来执行 bool operator == (int, int)？ - chux - Reinstate Monica

@chux：是的，它确实会这样做。所有内置运算符的操作数都会被提升至至少int类型，或者更大的类型（如果需要的话）。 - Mike Seymour

Answer 2

虽然我在数学和十六进制方面不是最好的，但看起来 a = 0 并且 b = 255，所以该等式结果为 -255 而非 1。

- Farouq Jouti

Answer 3

ARM Cortex M3是一种32位处理器。所以a-b的结果是0xFFFFFF01，而不是1（在32位表示中，1 ==> 0x00000001），因此doNothing()函数没有被调用！

在情况2中，如果您将1强制转换为uint8_t，则0xFFFFFF01不等于0x01，因此再次未调用doNothing()函数！

在情况3中，当您将a-b输出强制转换为uint8_t时，a-b的结果为0x01，等于1，因此调用doNothing。

- Basavaraju B V

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为什么两个uint8_t相减的结果默认不是uint8_t？ - Amomum

由于32位处理器的限制，所有变量的长度都将为32位！通过使用uint8_t类型的变量，您将仅使用该变量的低8位，其余24位将为0。为了更容易理解，uint8_t类型转换相当于使用(0x000000FF)掩码对32位变量进行掩码。在32位处理中，所有变量或常量的长度都是32位！uint8_t只告诉您将在这32位中使用多少位！在您的情况下，a-b ==> 0x00000000 - 0x000000FF将导致0xFFFFFF01。因此，如果您将其类型转换为uint8_t，则结果将为0x00000001。 - Basavaraju B V

@Amomum 因为标准规定如此。在进行任何二元操作之前，比 int 更小的类型会被提升为 int（如果它们适合的话；否则为 unsigned）。 - James Kanze

我就是不明白，为什么这个操作的结果没有自动转换回uint8_t，为什么高位没有被屏蔽掉。对我来说，这似乎很奇怪。 - Amomum

@JamesKanze，嗯，这基本上就解释了。即使我明确地进行了强制转换（uint8_t）1 - 它仍然被转换为int？ - Amomum