两条逻辑相同的 C 指令给出不同的结果

Question

编辑：答案是，对有符号值的按位运算会做一些奇怪的事情！

在调试过程中，我注意到一个奇怪的差异，我已将其翻译成下面易于阅读的示例。

在我看来 var1 和 var2 应该是相同的：在调试器上仔细地单步执行之后，似乎 var1 和 var2 在第一次迭代中是相同的，但在第二次迭代中是不同的。我在尝试将“var2”的表达式转换为程序集时发现了这个错误，并注意到我的逻辑翻译（我用“var1”显示）给出了不同的结果。对我来说，“var1”的计算是对“var2”的复杂表达式的相同取消 - 我哪里出错了？

这是使用 Visual Community 2019、x64、调试编译的。

// x is an unsigned char, equivalent to the length of the string
// taking the null terminator into account

unsigned char var1 = x;
unsigned char var2 = x;

for (int i = 0; i < x; ++i) {
    unsigned char temp1 = string[i];
    unsigned char temp2 = var1 ^ temp1;
    unsigned char temp3 = table[temp2];

    var1 ^= temp3;
    var2 ^= table[var2 ^ string[i]];
}

Answer 1

在table[var2 ^ string[i]]; 中，var2 的 unsigned char 值介于 0 到 255 之间，string[i] 的有符号 char 值可能介于 -128 到 +127 之间。 （我们假设 8 位字节和二进制补码，这在现代系统中无处不在。）

与大多数 C 运算符一样，整数提升 应用于操作数，在这种情况下，生成int 操作数。对于 unsigned char 的值 0 到 255，这会产生一个 int，其位仅设置在低八位中。对于 char 的值 -128 到 -1，这会生成一个 int，其位设置贯穿于 int，尤其是在高位。

那么异或运算的结果是一个int，设置了高位，包括符号位，所以它有一个负值。然后table 使用负下标进行索引，超出了数组的范围。所以行为不是由 C 标准定义的。

要解决此问题，请将table 的元素类型更改为unsigned char 或将string[i] 转换为unsigned char，然后再将其用于按位运算。