“(size_t)-1” 和 “~0” 有什么区别？

Question

我看到过 (size_t)-1 和 ~0 两种方式用来表示大数字，或是所有位都被翻转的数字。

这两种方式有什么区别吗？如果有，是什么？

我找到了这个问题：What is the difference between -1 and ~0，但它并没有回答我的问题，因为我正在处理无符号整数（如 size_t），而不是带符号整数（如 int）。

- S.S. Anne

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请注意，~0 是有符号的数量 - 您需要使用 ~0U 来使其无符号。 - Jonathan Leffler

我应该编辑它吗？ - S.S. Anne

由于您已经得到了一些针对~0而不是~0U的答案，我认为最好将其保持不变，但请注意在今后要小心。在更改问题会使答案无效之前，您可以更改问题。 - Jonathan Leffler

相关：使用static_cast<T>(-1)生成全一位数据而不使用numeric_limits是否正确？，“int mask = ~0;”的目的是什么？ - phuclv

不同之处：第一个是C++。第二个不是无符号的。 - S.S. Anne

Answer 1

区别在于类型和值不同。

`(size_t)-1` 的值与 `SIZE_MAX` 相同，类型为 `size_t`。

`~0` 通常为 -1，类型为 `int`。

将两者赋值给 `size_t` 变量将导致结果为 `SIZE_MAX`。

size_t a = (size_t)-1; 
size_t b = ~0;

在第二种情况下，-1 被分配给 b 并首先进行转换，将其转换为 size_t 的最大值。

- chux - Reinstate Monica

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评论不适合进行长时间的讨论；此对话已被移至聊天室。 - Bhargav Rao

Answer 2

(size_t)-1 的类型是 size_t，通常它的值为2的32次方减1或者2的64次方减1（分别为4294967295和18446744073709551615）。

~0 的类型是 int，在二进制补码系统中（即几乎所有地方），其值为-1。

如果 int 和 size_t 的大小相同，则两者可能具有相同的比特模式，但它们通常大小不相同。

如果您想要 size_t 类型的最大值，则可以使用在 <stdint.h> 中定义的 SIZE_MAX 宏。如果您使用的是旧版本实现（C99 之前）不提供 SIZE_MAX 的编译器，则可以使用 (size_t)-1。我不确定为什么您会想写 ~0 而不是 -1 —— 除非您考虑的是非二进制补码系统。

- Keith Thompson

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谢谢您告诉我，我会记得在我的 stdint.h 实现中定义 SIZE_MAX。 - S.S. Anne

关于~0和-1的区别 - 一些编译器会在常量表达式中警告隐式包装。 - TLW

Answer 3

请注意，先前的回答假设使用的是2进制补码机器（现在很可能是这种情况，但不能保证）。

如果你使用的是符号-幅值机器，则-1将具有带有所有其他位清除的标志位和最低有效位的设置，如果您使用的是1的补码机器，则-1将设置除LSB之外的所有位。

在所有这些情况中（包括常见的2进制补码机器），~0将设置所有位。"最初的回答"

- SoronelHaetir

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请注意，我在问题中询问的是“无符号”整数，因此不存在“符号位”的概念。 - S.S. Anne

@JL2210 - 请注意，~0和-1的中间值是有符号的，而不是无符号的。 - TLW

啊，我明白了。一旦这个被编辑过，我会点赞的。 - S.S. Anne

关于非二进制补码：我听说过的最近的非二进制补码机器是在2000-2008年左右，自1990年代以来我就没有使用过了。你知道最近10年里有没有在使用的吗？ - chux - Reinstate Monica