将带符号数转换为无符号数

Question

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这样做正确吗？

typedef unsigned int Index;

enum
{
  InvalidIndex = (Index) -1 
};

我读过跨平台不安全的说法，但我在许多“专业”的代码中看到了这种用法...

- relaxxx

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我希望你能停止在每个问题的开头写“嗨”... - Lightness Races in Orbit

4个回答

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如果你想要获取UINT_MAX，我相信这是实现的最佳方式。将-1强制转换为“unsigned”将保证产生UINT_MAX。这在注释中有解释。

- salezica

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UINT_MAX是一个无符号整数类型的最大值。它的保证并不是因为位表示中的有符号性质，而是因为将值转换为无符号类型会执行模算术。正好在二进制补码表示法中，这会使得位模式保持不变，但在一的补码和符号-大小表示法中，位模式会发生改变，并且强制转换确保进行这种操作。 - Steve Jessop

你的意思是 INT_MAX，但这里实际上与之相关的是 UINT_MAX。不是因为位数的原因，而是因为标准规定无符号值会回绕。然后当你再次将其转换为 signed 用于枚举（如果底层类型是有符号的话），你会得到 -1。 - Lightness Races in Orbit

@Tomalak: "你会得到-1的返回值" - 在实践中是这样，但原则上不是这样的（4.7/3）。 - Steve Jessop

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@Tomalak：我并不是在宣称我喜欢这个规则，只是在回答 Stack Overflow 上的问题时喜欢指出它！ - Steve Jessop

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@SteveJessop：我并不是在说我不同意这种行为；只是C++必须得找点事来让我头疼 :P - Lightness Races in Orbit

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这段代码是不安全的，因为enum（枚举类型）的定义不够明确。

总之，你写的代码最终会被转换为(int)(unsigned int)(int)，我不确定你想要实现什么功能。

- James

这是完全安全的，因为表达式的值是完全定义的，且该值可以表示在枚举中，否则就是一个错误。 - James Kanze

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不太确定这是否是实现定义，但将-1（显然为有符号数）强制转换为无符号整数会导致下溢，通常会导致极大的值（即INT_MAX）。

- cmende

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编写此类代码时通常的意图是这样的。 - Dan F

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这并不是下溢，因为无符号值被定义为环绕。 - Lightness Races in Orbit

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可以查看英文原文，
原文链接

- Lightness Races in Orbit · Accepted Answer

你所读的可能是出于恐惧、不确定性和怀疑。你所读内容的作者可能认为 (unsigned)-1 会发生下溢并在某些系统上潜在地引起混乱，因为位表示法不能给你 UINT_MAX 作为补偿。

然而，作者是错误的，因为标准保证无符号值在达到其范围的边缘时会环绕。无论涉及哪些位表示，(unsigned)-1 就是 std::numeric_limits<unsigned>::max()。没有例外。

我不确定这里的好处是什么。你将得到那个大的最大值...如果这样可以接受，我想你就可以继续了。