为什么一元减号会执行整数提升？

Question

const auto min = -std::numeric_limits<T>::max();
T x = min; // conversion from 'const int' to 'short', possible loss of data

T是一个模板参数，在这种情况下是一个short。一元负号显然执行整数提升。

• 为什么一元负号会执行整数提升？
• 如果将auto更改为T，不会生成警告，但应该将int赋给short。为什么没有警告（可能是VS很高级）？

- David

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为什么一元减号要执行整型提升？因为标准规定如此（见5.3.1. (7)）。 - Daniel Fischer

但是，在制定标准的过程中，肯定有每个决定背后的原因，对吧？如果可能的话，帮助人们理解这种推理并不是一件坏事。 - Ed S.

@EdS. 是的，希望这些决定背后有原因。我不知道它们的原因，但我怀疑这个决定至少部分原因是“因为在C语言中就是这样”。那么为什么在C语言中会这样呢？我猜测这是因为让CPU使用本地类型并且不将结果转换回原始类型更简单。但这只是猜测。 - Daniel Fischer

@DanielFischer（第一个评论）：那个答案让我（以及许多其他人）感到非常恼火，甚至不好笑… - user541686

如果某些算术运算遵循整数提升规则而有些则不遵循，那岂不更奇怪？那么你会问：“为什么整数提升适用时有两组不同的规则？为什么不能保持一致？”请注意，此翻译尽量保持原意并使内容通俗易懂，未包含任何额外解释。 - Raymond Chen

Answer 1

简短回答：(现在变长因为人们过于追求英语的精确性，而英语本身并不是精确的)。它并不明确（如一元减号mathematical）。但是，在对POD数据进行任何操作（包括一元减号operation）时，会对输入参数进行隐式检查（可以在操作中使用的最小整数类型是int），因此一元减号（mathematical部分而非operation部分）之前会进行整数提升。POD上所有操作的输出与输入参数相同（应用了整数提升之后）。因此，这里的输出也是int。

长篇回答：

在C（因此也是C++）中，POD操作发生的最小类型是int。因此，在应用一元减号之前，该值将转换为int。然后应用一元减号。因此表达式的结果是int。

请参见这里：Implicit type conversion rules in C++ operators

- Martin York

Answer 2

一元减号执行整数提升，因为整数类型上的所有算术运算符都这样做。这种惯例可能是出于性能原因建立的(通常int是最适合硬件上的整数运算的大小)，也许是因为有时不限制较小整数类型的范围是有用的。

我看过一些bug，人们会做：

uint64_t i = 1 << 33; // use 64-bit type to ensure enough bits to hold the result

但是这是一个bug，因为1 << 33的结果不取决于它被分配给什么。(今天我们有关于这个问题的警告)。解决方案很丑陋，需要手动强制其中一个操作数足够大:uint64_t i = static_cast<uint64_t>(1) << 33 整数提升可以避免较小类型的相同类型的错误，这在C语言设计时是常见的情况:

short a = 30000, b = 20000
int i = a + b;

无论如何，“它不必合乎逻辑。这就是法律。”

- bames53

Answer 3

我认为这是为了考虑到C/C++所假设的理想计算机模型。计算是在寄存器中执行的，这意味着结果的大小将是机器字。因此出现了“自动扩展”的情况。

- Roman Saveljev

Answer 4

我认为这部分是因为一个short的负数可能无法表示为一个short。
(-2¹⁵如果short是16位且int更大，则可能需要提升为int。)

当然，不能保证int更大，但它通常是机器上最优数据类型，因此尝试将其提升为int是有意义的，因为可能没有性能成本。

- user541686