gcc size_t 和 sizeof 算术转换为 int

Question

我决定在启用 -Wsign-conversion 的情况下测试编译一个项目，看看会出现什么警告，并遇到了一些看起来不正确的东西，其中 gcc 的行为与 clang 不同。谁能告诉我哪个是正确的？

我有一个接受size_t 参数的函数：

void func(size_t) {}

其他结构

struct Test {};

和调用代码

int i = some_initialiser();
func(sizeof(Test) + static_cast<size_t>(i));

所以根据我的理解，sizeof 返回size_t，而size_t 类型的两个变量之间的算术应该返回size_t，所以除了我的static_cast 之外，这里不应该有任何转换，但是gcc 给了我警告

 warning: conversion to ‘long unsigned int’ from ‘int’ may change the sign of the result [-Wsign-conversion]

Clang 不会在此处发出警告，但如果我按预期删除函数调用中的 static_cast，则会发出警告。

Answer 1

警告是正确的。

如果i 具有负值，则强制转换会出现问题。您的函数应该返回一个无符号值（例如 unsigned int）。

来自 GCC 文档 - https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Warning-Options.html:

对于 C++，还警告用户定义转换的重载分辨率混淆；以及从不使用类型转换运算符的转换：到void、相同类型、基类或对它们的引用的转换。 C++ 中默认禁用有符号和无符号整数之间转换的警告，除非显式启用 -Wsign-conversion。

Answer 2

这是 gcc 中的一个已知错误，已在 9.3.0 及更高版本中修复。

警告是有效的（编译器可以警告他们喜欢的任何东西），但是 gcc 的行为与其自己的文档相矛盾。有针对此问题的现有错误报告（见下文）。

这里有一个更简单的测试用例来说明这个问题：

#include <cstddef>
int main() {
    int i = 42;
    size_t s0 = sizeof (int) + (size_t)i;
    size_t s1 = sizeof (int) + static_cast<size_t>(i);
}

当我使用 gcc 9.1.0 在我的系统上编译它时，我得到：

$ g++ -Wsign-conversion -c c.cpp
c.cpp: In function ‘int main()’:
c.cpp:4:32: warning: conversion to ‘long unsigned int’ from ‘int’ may change the sign of the result [-Wsign-conversion]
    4 |     size_t s0 = sizeof (int) + (size_t)i;
      |                                ^~~~~~~~~
c.cpp:5:32: warning: conversion to ‘long unsigned int’ from ‘int’ may change the sign of the result [-Wsign-conversion]
    5 |     size_t s1 = sizeof (int) + static_cast<size_t>(i);
      |                                ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
$ 

请注意，C 样式转换和static_cast 都会出现警告。

确实，转换可能会改变结果的符号（将负的int 转换为size_t 会产生正的结果），但gcc 的-Wsign-conversion 文档说：

'-Wsign-conversion'
     Warn for implicit conversions that may change the sign of an
     integer value, like assigning a signed integer expression to an
     unsigned integer variable.  An explicit cast silences the warning.
     In C, this option is enabled also by '-Wconversion'.

在这种情况下，显式转换不会消除警告。

此错误已被报告：
Bug 87519 - -Wsign-conversion -Wconversion explicit cast fails to silence warning

修复是在 gcc git repo 中提交 61e52125c935279af11b10d27060a96bff7477a4，于 2019 年 8 月 8 日提交。