为什么“if (unsigned int == string::npos)”可以是真的？答案

【问题标题】：Why "if (unsigned int == string::npos )" CAN be true?为什么“if (unsigned int == string::npos)”可以是真的？
【发布时间】：2021-01-21 12:38:16
【问题描述】：

首先让我说：很抱歉，如果这被解释了，我尝试阅读它并寻找答案，但我没有找到回答这个特定问题的答案。

所以我正在用 C++ 编写初学者级别的代码，并且我编写了一个非常简单的函数，它返回下一个找到的非空格字符的索引。它的灵感来自方法 string.find()。如果该函数没有找到任何内容，则返回 string::npos。

int findChar (const string &line, const int startPos){
    for (unsigned int i= startPos; i < line.length(); i++){
        if ( line[i] != ' ') return i;
    }
    return string::npos;
}

现在，因为我正在处理字符串和索引，所以我想到了使用无符号整数。

unsigned int where;
where = findChar(line, 0);

因为“where”是一个无符号整数，我认为比较“where == string::npos”是个坏主意，因为 string::npos 是用 -1 初始化的，而 unsigned int 不能等于 - 1.但是如果函数没有找到任何东西并且它返回 string::npos 条件可以为真，程序会识别出“unsigned int where”是 string::npos，但是当我尝试打印“where”时，它会打印输出为 unsigned int 可以容纳的最大数字。

所以我的问题是，为什么或如何，程序可以识别 unsigned int 等于 string::npos，即使从技术上讲 string::npos 的值初始化为 -1。

我正在努力学习，所以如果你能指出一些可以回答这个问题的阅读材料，我将不胜感激。

【问题讨论】：

打印std::string::npos，你会感到惊讶。请注意，您的代码仅在 32 位平台上“有效”，其中 std::size_t 的大小与 unsigned int 相同。
string::npos 被定义为static const size_t npos = -1; 但std::size_t is the unsigned integer type of the result of the sizeof operator 所以当-1 被分配给一个size_t 对象时，它被转换为一个与-1 具有相同位模式的无符号值。跨度>
1., 2., 3. 请妥善保管。
那个函数findChar 很奇怪。它返回int，而i 是unsigned int，std::string::npos 是size_t。
@JerryJeremiah 位模式可能不同（在 64 位系统或非 2 的补码系统上）。转换是根据模运算下的值定义的

标签： c++

【解决方案1】：

如果你读到the documentation：

虽然定义使用-1，但size_type是无符号整数类型，npos的值是它可以容纳的最大正值，由于有符号到无符号的隐式转换。这是一种指定任何无符号类型的最大值的可移植方式。

注意：std::string::npos 的类型为 size_t。使用其他任何东西可能是未定义的行为，并且不建议。

【讨论】：

使用其他类型可能行不通，但我认为它本身不是UB。
@HolyBlackCat 这不正是“可能行不通”在实践中的意思吗？
@tadman UB 具有明确定义的含义（也许具有讽刺意味），可能存在未按预期运行但不是未定义行为的代码。
@M.M 除非你能找到将npos 存储在其预期类型之外的任何位置的位置是已定义，那么我建议它是未定义我>。我确信通过其他显式规则允许进行一些转换，但是没有多少东西能够毫无问题地代表size_t。
@tadman 这不是未定义的行为，无论该问题的答案如何

【解决方案2】：

string::npos 是一个很大的正数。

为避免这些问题，您的函数的返回类型应与您返回的值的类型相匹配，例如：

返回string::size_type 而不是int，或者：
在第一个代码中返回一些其他故障标记，例如 -1。

按照您现在的方式，当适合返回类型的“调整”值恰好与有效返回值相同时，总是会发生冲突。

虽然npos 可能在实现标头中使用-1 进行初始化，但这并不意味着它的值是-1。初始化器被转换为被初始化对象的类型，即string::size_type，保证为无符号类型。这种转换的结果是一个很大的正值。

注意。如果在长于 UINT_MAX 字符的字符串上调用您的代码，您的代码将会严重中断，因为 i 循环永远不会结束。 i 也应该是 string::size_type 而不是 int；类似的考虑也适用于startPos 参数。

【讨论】：