布尔值的排序

Question

布尔值的排序

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在C++或C99的<stdbool.h>中，布尔值的小于运算符<如何定义？

或者，解释以下代码的行为：

#ifndef __cplusplus
#include <stdbool.h>
#endif
#include <stdio.h>

int main() {
    bool b = -1;
    if(b < true) {
        printf("b < true\n");
    }
    if(b < false) {
        printf("b < false\n");
    }
    if(true < false) {
        printf("true < false\n");
    }
    if(false < true) {
        printf("false < true\n");
    }
}

在 MSVC 版本 10 下，编译为 C++ 代码时，在 Ubuntu5 编译的 GCC 4.6.3 编译为 C 代码以及在 Ubuntu5 编译的 G++ 4.6.3 中编译为 C++ 代码，你只会得到：

false < true

也就是说，以下不等式都是false：

(bool)-1 < true
(bool)-1 < false
true < false

以下内容true：

false < true

- Tom

7个回答

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这很有道理。整型 => 布尔类型的转化实际上是 b = i != 0。为了进行 < 比较，它通过规则 false=>0 和 true=>1 将布尔类型提升为整型。在你的第一个情况中，-1 将被视为 true，并且两个值都会提升为 1，因此结果为 false。显然，在第二和第三个情况下，1 永远不会小于 0，而在最后一个情况中，0 < 1。

- Mark B

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布尔值似乎被定义为（带符号的）整数类型，false为0，zero为1。这就解释了为什么true > false（1 > 0）是true。

此外，将-1与无符号数字进行比较会将-1转换为无符号数，在您的平台上，这会导致整数溢出，导致UINT_MAX（或bool类型中的其他类型）。现在可以解释为什么以下表达式是错误的：

((bool)-1) < true i. e. UINT_MAX < 1
((bool)-1) < false i. e. UINT_MAX < 0
true < false i. e. 1 < 0

- user529758

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严格来说，“bool”被定义为一种有符号（不是无符号）整型，尽管它可以取的唯一值（true 和 false）都具有非负的值。当视为“int”类型时，而((bool)-1)并非UINT_MAX，而是1。 - James Kanze

bool不是无符号整数，它被定义为int。http://gel.sourceforge.net/examples/stdbool_8h-source.php - Mansuro

在 C 语言中，_Bool（作为 bool 的底层类型）被定义为无符号整数类型。所有转换为 bool 的非零值都会得到值 1。因此 (bool)-1 总是等于 1，因此 < true 和 < false 始终为假。 - Jens Gustedt

1

@JamesKanze：这就是那些假设C/C++“足够相似”的问题的问题所在。在C99中，_Bool（bool是扩展到_Bool的宏）的类型是无符号的。 - David Rodríguez - dribeas

@DavidRodríguez-dribeas 的观点非常到位！（在 Objective-C 中，有 typedef unsigned char BOOL;） - user529758

@H2CO3：我没有，这里加上+1来弥补 :) - David Rodríguez - dribeas

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操作符 > 和 < 基于以下内容：

true == (1)
false == (0)

因为在 bool b = -1; 中涉及到了“滚动算术”，所以以下表述是错误的： (bool)-1 < true (bool)-1 < false

- kain64b

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对于C++来说，只需将false设置为小于true

对于C语言而言，回答会更加困难。我在我的stdbool.h中看到了typedef char _Bool; /* For C compilers without _Bool */

似乎，如果编译器支持_Bool，它的工作方式就像C++一样，并自动转换为0/1，但如果不支持，则应按char方式工作，这将是b < true，如果char被标记为有符号，则为b < false

对于我而言，在C甚至是(int)(bool) -1也等于1，所以bool的定义不是char

- RiaD

你的编译器似乎不符合 C99 或 C11 标准，如果它真的执行了这个 typedef。 _Bool 是一种无符号整数类型，可以保存值 0 和 1，所有与 0 不同的值都将转换为 1 ，例如 (bool)-1。（在使用 char 作为替代品时，后者不会正确工作。）由于这是一个整数类型，所以可能值的排序与所有整数类型相同，即 0 小于 1。 - Jens Gustedt

2

布尔值的顺序是这样排列的，即 false 比 true 小。根据标准，bool 只能保存两个值：true 和 false，所以在 (bool)-1 中进行的转换应该得到 true（因为所有非 0 值在转换为 bool 时都是 true）。这是 clang 和 g++-4.7 的行为。

实际比较（我认为）是在将 bool 提升后进行的 int 比较，而你测试的编译器似乎避免了通过 bool 进行中间转换的步骤，直接提升了实际的 bool 值。

- David Rodríguez - dribeas

1

这里有一个解释，虽然我还没有与标准进行核对。从你的实验来看，似乎布尔值没有定义"<"运算符。比较的是布尔值转换成的无符号整数。理论上讲，标准可能不能保证所有"true"布尔值被转换为相同的值。而-1则被转换为最大的无符号整数。

作为另一个实验，以下代码：

#include <iostream>

int main()
{
std::cout<< (((bool)1) == true) << "\n";
std::cout<< (((bool)2) == true) << "\n";
std::cout<< (((bool)0) == false) << "\n";
std::cout<< (((bool)1) == false) << "\n";
  return 0;
}

打印 1 1 1 0

因此，任何非零值都是“真”。

- Alexander Chertov

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可以查看英文原文，
原文链接

- James Kanze · Accepted Answer

在C++（我猜在C语言中也是如此），bool类型的比较完全就像是false等于0，true等于1一样。如果类型是bool，则除了true和false之外，没有其他可能值。

当将bool与其他数字类型进行比较时，它将转换为int，再次将false转换为0，将true转换为1。

编辑：在C ++和C99的stdbool.h中，布尔值也被强制为0（false）或1（true） - bool b = -1;将b的值设置为1。由于1 < 1和1 < 0都是false，所以问题中的不等式是正确的。

编辑：（由James编辑）除了上述编辑实际上并不正确，至少对于C++来说是如此。一个bool没有一个值为0或1，它的值为false或true。只有当它被提升为int时，才会创建0和1的值。

正如Konrad所指出的那样，bool值没有比较。对于比较运算符，发生“通常算术转换”，这意味着操作数都进行了整形提升，这意味着bool转换为int（以及char或short... 或枚举）。

所有这些都相当技术性。实际上，您可以记住：false表示假，true表示真，或者您可以将false视为0，将true视为1，以适应您的需要。唯一需要记住的重要事情是，bool类型不能有其他值。

有趣的是，我认为bool的位模式并不是由标准规定的。例如，实现可以使用位模式0x55和0xAA，只要所有转换为整数类型都给出0和1，转换为bool始终给出适当的值等等，包括静态变量的零初始化。

最后注意一点：bool b = -1;将b设置为-1 != 0（即true，而不是1）。但当然，在任何数字上下文中，true都将转换为1。