在for循环中奇怪的std::string::size()

Question

在for循环中奇怪的std::string::size()

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该程序将在使用input.size() - 1作为for循环条件时打印“进入循环”。

std::string input;
input = {""};
int i = 0;
for (; i < input.size() - 1; ++i)
{
    cout << "Entered the loop" << endl;
}

然而，如果我将input.size() -1的值传递给一个整数(checksize)：

std::string input;
input = {""};
int checksize = input.size() - 1;
int i = 0;
for (; i < checksize; ++i)
{
    cout << "Entered the loop" << endl;
}

如果程序不进入循环，则不会打印“已进入循环”的信息。

我在想为什么会这样？对我来说，这两段代码看起来是相同的。

- lightrek

没有编译器警告？ - LogicStuff

1

大多数编译器默认关闭带符号-无符号警告，因为它会产生很多虚警。在第二个示例中，一些编译器会警告超出范围的赋值。 - M.M

这就是数学运算中使用有符号数字的原因。 - Barry

2个回答

2

input.size() 是一个无符号的量。当它为零时，减1会得到它所属类型的最大值（一个较大的正整数，可能是 SIZE_MAX）。

因此，进入循环是因为 0 < SIZE_MAX 为真。

但当你将这个较大的正整数转换为 int 时，这个数字超出了 int 的范围。然后发生了实现定义行为，可能会产生 checksize == -1。然后你的循环不会进入，因为 0 < -1 为假。

- M.M

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Mr.C64 · Accepted Answer

你是无符号整数的受害者 :)

`std::string::size()`返回一个无符号整数（类型等同于`size_t`）。

当编译器计算 `input.size() - 1` 时，它会变成 `size_t(0) - 1`，由于计算使用无符号整数，所以你得到的不是-1而是一个非常大的整数（MSVC 32位编译器打印 `4294967295`，这对应于最大的32位无符号整数值 `2 ^ 32 - 1`）。

因此，这个循环：

for (int i = 0; i < input.size() - 1; ++i)

等同于：

for (int i = 0; i < /* very big positive number */; ++i)

这将会打印你的信息多次。

然而，当你评估input.size() - 1并将其赋值给一个int变量（默认为signed）时，在第二种情况下，编译器仍然计算size_t(0) - 1作为一个非常大的正整数，但是随后该数字被转换为(signed)int，导致checksize被初始化为-1，因此您的循环不会执行：

for (int i = 0; i < checksize /* -1 */; ++i)

考虑以下可编译的代码：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() 
{
    string input;

#ifdef CASE1
    for (int i = 0; i < input.size() - 1; ++i)
    {
        cout << "Entered the loop\n";
    }
#else
    cout << "input.size() - 1  == " << (input.size() - 1) << '\n';
    cout << "SIZE_MAX          == " << SIZE_MAX << '\n';

    int checkSize = input.size() - 1;
    cout << "checkSize == " << checkSize << '\n';

    for (int i = 0; i < checkSize; ++i)
    {
        cout << "Entered the loop\n";
    }
#endif
}

如果你使用MSVC编译CASE1并开启/W4选项（警告等级4，我强烈建议），你会在for循环条件中得到一个警告：

cl /EHsc /W4 /nologo /DCASE1 test.cpp

test.cpp(10) : warning C4018: '<' : signed/unsigned mismatch

这通常表明您的代码存在问题。

相反，如果没有使用 CASE1 进行编译，则不会出现警告，并且以下输出结果显示 for 循环体从未执行：

cl /EHsc /W4 /nologo test.cpp

input.size() - 1  == 4294967295
SIZE_MAX          == 4294967295
checkSize == -1