在C语言中比较负数

Question

我遇到了一个我写的程序的问题。程序进入了一个if语句，但实际上不应该进入。 我有两个变量：

size_t len = 5;
int    tmp = -1;

当我执行以下操作时:

if (tmp > len)
    ft_putstr("this is crazy");

我打印出了“这太疯狂了，因为-1对我来说比5小！好的，好的。所以我在我最喜欢的网站上看到了这个。

尝试以下操作：

printf("%zu", tmp) 

我看到一个很大的正数。好吧！这可能是我的程序进入上面的if条件语句的原因，但是我该如何使它不进入if条件语句呢？谢谢。

- ziKmouT

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因为size_t是无符号整数类型，所以当将其与有符号整数类型进行比较时，会执行无符号比较。 - Tom Karzes

尝试使用 if (tmp > 0 && tmp > len)。 - user3386109

printf("%zu", tmp);引起未定义行为。对于printf，使用正确的格式说明符取决于您。 - M.M

Answer 1

问题在于您试图将一个无符号的东西与有符号的东西进行比较。这意味着在实际转换之前存在隐式转换。在这种情况下，有符号的数被转换为无符号的数（通常不是人们想要的，因此许多编译器具有在执行此操作时显示警告的选项）。

要以更加正确的方式草率地完成它，您应该编写：

 if( (int)tmp > (int)len )

然而，这忽略了一个事实，即 size_t 的值可能太大，无法用 int 表示。为了严格处理，我们需要考虑到 int 范围与 size_t 范围的组合可能大于任何可用类型。这意味着您需要处理两种情况，可以利用以下事实：如果 tmp<0，则 tmp<len（数学上如此，因为 len>=0）。例如，数学上 tmp<len 可以写成 tmp<0 || tmp<len。相反的是 tmp>=0 && tmp >= len。因此应编写：

 if( tmp >= 0 && tmp > len )

请注意，这时候转换不是一个问题，tmp在第一次检查后可以被转换为无符号数而不改变值，不同范围的int和size_t也不是问题，因为较小值在比较之前会被转换为更宽的范围。

现在唯一的问题是，如果你启用了有关有符号无符号比较的警告（以便检测此类错误），它仍然会发出警告。为了解决这个问题，您需要显式地对其进行类型转换，但我们知道将其转换为无符号数不会改变tmp，一旦我们检查到tmp>=0。因此，为了避免警告，您应该编写：

if( tmp >= 0 && (unsigned)tmp > len) )

(unsigned)是因为tmp是一个int，当将其转换为无符号类型时需要考虑类型。

- skyking

Answer 2

你必须理解不同变量类型之间的区别。例如，变量类型如int、unsigned、size_t等具有不同的行为，基于这些行为你会得到不同的结果。

如果你真的想要比较两个数字，它们必须在相同的级别（变量类型）上，否则你会得到意外的结果。

以下内容将解决你的问题。

if(tmp > (int)len)
    ft_putstr("this is crazy");

正如@jblixr所建议的（感谢评论），您可能需要注意这些变量类型的sizeof，并确保在将值从一种数据类型转换为另一种数据类型时不会丢失值。

- Pawan

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你认为这是一个好的解决方案吗？如果 len 像 4294967295 这样大，会发生什么？那么 len 将被看作是一个负数。 - jblixr

@jblixr 如果你指的是 size_t 和 int 的大小，那么不是。 - Pawan

一个 size_t 值比 INT_MAX 更大的可能性有多大？不是很大。在大多数情况下，这种比较是可以的。 - Per Johansson

在例如 MS-DOS 下，当使用巨大内存模型时可能会发生这种情况。由于 INT_MAX 为 32767，而 size_t 为 32 位，因此您可能会遇到一些麻烦。即使在某些 64 位操作系统下，现代系统中的 int 也是 32 位，而 size_t 是 64 位（并且有些情况下，size_t 实际上比 2GiB 更大）。我想说，size_t 值大于 INT_MAX 的可能性非常大。 - skyking