防止用户向接受无符号整数的函数传递负数

Question

防止用户向接受无符号整数的函数传递负数

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所以这是代码：

int create_mask(unsigned b, unsigned e)
{
  unsigned int mask=1;

  if(b<e || b<0 || e<0)
  {
    printf("Wrong values, starting bit can't be smaller than ending.\n");
    printf("Both got to be >= 0.\n");
    exit(EXIT_FAILURE);
  }
  while(b>0)
  {
    printf("%u\n", b);
    mask<<=1;
    if(b>e)
      mask|=1;
    b--;
  }

  return ~mask; /* negates mask for later purpose that is clearing corresponding bits */
}

该函数用于创建一些位操作的掩码，但应该接受两个无符号整数b和e，均为非负数。问题是如何防止用户输入负数？当该函数被调用时，如果传入(-1, 0)，它会开始循环，并应该因错误而退出。

- zubergu

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但无符号数永远不为负，那这意味着什么？ - harold

首先，不要让函数被调用时带有(-1, 0)。输入一个字符串，然后使用strtoul()将其转换为无符号整数。如果数字为负数，它会报告错误。 - user529758

@harold 发生了从有符号到无符号的隐式转换，它被解释为模运算 1 << width，其中 width 是一个 unsigned int 中的位数。 - user529758

有符号整数-1，当被解释为无符号整数时，将等于最大值。因此它不小于e，也不小于0。 - Taemyr

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@Taemyr 不一定，只有当机器使用二进制补码表示负数时才是这样。 - user529758

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3个回答

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编辑：

您可以输入 long int，然后检查输入是否在无符号整数的范围内（从0到结束范围）。如果是，则赋值给您的变量，否则向用户提出异常，您应该只输入无符号数字。

long int input;
unsigned int valid_input;

scanf("%ld",&input);
if((0<= input) && (input <= 4294967295))
valid_input= (unsigned int)input  ;
else
printf("Unvalid input\n");

正如H2CO3所说，将输入读入字符串并检查第一个字母是否为负号，如果不是，则转换为无符号整数比下面的方法更好，因为未涵盖一半的无符号整数。

您可以将输入获取为int，然后如果它是非负的，则继续执行。如果它是负数，则向用户发出异常，您不应该提供负输入。

- Gangadhar

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但这将使得使用某些高无符号值变得不可能（当从无符号转换为有符号时，会溢出到int范围的负半部分）。而有符号整数溢出本来就是未定义行为，因此这不可能是正确的解决方案。 - user529758

没错，这就是问题所在。 - zubergu

@zubergu 再次提醒您，可以查看我在您问题中的第一条评论。 - user529758

@zubergu 然而，根据定义，这些数字实际上等于负数。- 因此，当您要求排除负数时，在某种意义上也要求排除高无符号整数。 - Taemyr

@H2CO3 还有另一种选择。检查 scanf 的返回状态。在扫描时，如果没有得到无符号整数，则可能会得到零作为返回值。 - Gangadhar

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@Gangadhar 嗯，scanf()在遇到负数时不会退出。它将扫描一个有符号整数，然后将其转换为无符号整数，并报告成功。 - user529758

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看看这个：停止函数隐式转换

我能够将其适应到您的问题上，并且它可以阻止程序链接。上面线程中的信息似乎部分不正确，因为示例编译得很好。它未能链接是因为没有定义模板特化。实际上，我对于int与unsigned int之间的以下内容感到有些惊讶。

template <class T>
void foo(const T& t);

template <>
void foo<unsigned int>(const unsigned int& t)
{

}

int main(){
  foo((unsigned int) 9); // will compile and link
  unsigned int value(5);
  foo(value);// will compile and link
  foo(9.0); // will not link
  foo(-9); // will not link
  return 0;
}

我认为你可能过于考虑了。这真的是一个问题吗？一开始将id类型设为int会更好吗？是否有一个最小/最大id避免了可被误认为是二进制补码的大数？这似乎是语言中一个不幸的问题，它没有提供任何简单的方法来阻止一个隐式转换。

我在Visual Studio 2010中测试了这个例子。此外，我没有时间编写一个测试类，所以如果你感兴趣，你需要将这个例子改编为一个foo类来查看它是否适用于类的构造函数，或者是否有另一种使用模板的方式来做到这一点。根据其他答案和我的经验，我认为你不会找到一个简单的方法来实现你想要的东西。

- shawn1874

谢谢您的回答，但问题标记为C，严格限定为C。 - zubergu

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可以查看英文原文，
原文链接

- user529758 · Accepted Answer

您只需输入一个字符串，检查它是否包含一个'-'字符，如果有则产生错误。否则，将其转换为无符号整数并继续进行。(使用strtoul()读取字符串然后转换是优先选择，特别是在您不知道所有scanf()的怪癖时。)

char buf[LINE_MAX];
fgets(buf, sizeof buf, stdin);

if (strchr(buf, '-') != NULL) {
    fprintf(stderr, "input must be non-negative!\n");
    exit(-1);
}

unsigned int n = strtoul(buf, NULL, 0);