C++ 返回语句行为不符预期

Question

我有以下的C++代码：

return lineNum >= startLineNum
&& lineNum <= startLineNum + lines.size() - 1;

在这里，lineNum 是一个 int，startLineNum 是一个 int，lines 是一个 std::vector<std::string>，而 lines.size() 的类型是 size_t。

当 lineNum 为2，startLineNum 为0，且 lines.size() 为0 时，代码返回 true，尽管预期应该是 false。这些值是调试器中显示的值。

即使在可能的情况下添加了括号：

return ((lineNum >= startLineNum)
&& (lineNum <= (startLineNum + lines.size() - 1)));

这段代码仍然错误地返回 true。

当我将代码重构成以下形式时：

int start = startLineNum;
int end = startLineNum + lines.size() - 1;
return lineNum >= start && lineNum <= end;

现在它按预期返回false。

这是怎么回事？我以前从未遇到过这种奇怪的情况。

- user9284152

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变量有哪些类型？请创建一个最小、完整和可验证的示例来展示给我们。 - Some programmer dude

也许您在处理无符号算术方面遇到了问题。lines.size() 是 size_t 类型，startLineNum 是什么类型？ - marcinj

@marcinj 做得好！那就是问题所在。 - Martin Bonner supports Monica

这些值会在调试器中显示。我将编辑我的问题，以便指定这些值的类型。 - user9284152

@KillzoneKid：不对。只有有符号类型才会发生溢出 UB。无符号类型必须进行包装。 - Bathsheba

Answer 1

lines.size()很可能是一个无符号类型。(如果lines例如是std::vector, 那么它肯定是unsigned。)

因此，根据参数提升的规则和术语中的事实

startLineNum + lines.size() - 1;

从左到右分组后，它们都被转换为无符号类型。0 + 0 - 1 的结果是 std::numeric_limits<decltype(lines.size())>::max()，一个非常大的数字，很可能比 lineNum 要小。

经验法则：在使用无符号类型时永远不要使用负数，除非你确实知道自己在做什么。

针对你的情况，将问题重新陈述为

lineNum < startLineNum + lines.size()

- Bathsheba

Answer 2

我的猜测是：

lineNum <= startLineNum + lines.size() - 1;

所有类型都是无符号的。 linenum 是2，另外两个是0，而在无符号算术中，0-1是一个非常大的数（如果是4字节，则超过40亿）。

改为

lineNum + 1 <= startLineNum + lines.size();

一切都应该正常。

- Demosthenes

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甚至更好：lineNum < startLineNum + lines.size()。 - Martin Bonner supports Monica

顺便说一下，我认为 startLineNum 和 lineNum 更可能是 int 类型，而整数字面量 1 明确是 int 类型。 - Martin Bonner supports Monica

没错，你说得对。虽然不太具有指导性，但有些人可能认为它只适用于-1。 - Demosthenes

我的猜测是startLineNum和lineNum的类型为std::size_t，当然1的类型为int，但这并不意味着差异是有符号的... - Demosthenes

然而，lines.size()是无符号的，因此RHS上的和与差也是无符号的。 - Demosthenes