c++流负数转换

Question

我遇到了一个问题，C++ 试图读取一个以十六进制形式填充有符号整数并将它们解析为向量的文本文件。我使用 C++ 流到变量重定向（流 >> var），似乎没有正确解析负数 - 变量获取值 0，并且设置了流失败标志。

如果我尝试使用 strtol() 函数转换字符串，结果与预期一致。同样，如果我尝试首先将流重定向到无符号整数，然后将变量转换为有符号整数，结果再次正确并且不会报告流错误。

我在 Debian 9.1 (x64) 上使用 gcc 6.3.0，在 Xeon E5-2643 v3 系统上运行。

还有其他人遇到过这个问题吗？我希望转换的工作方式与 strtol 函数相同，并且不会报告任何流错误。我是否缺少一些流设置/忘记调用某些函数或在这里设置一些标志？

任何建议将不胜感激。

下面附上一个演示此问题的示例 C++ 程序。

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstdint>


int main()
{
  const char* minus_one = "0xffffffff";

  std::stringstream ss;
  ss << minus_one;

  std::cout << "input string    : " << ss.str() << "\n"; // outputs "0xffffffff"

  // C-style conversion
  int32_t cint;
  cint = strtol(ss.str().c_str(), NULL, 0);
  std::cout << "strtol conv     : " << cint <<  " (" << std::hex << cint << ")\n"; // outputs "-1 (ffffffff)"
  std::cout << std::dec;

  // C++-style conversion
  int32_t cppint;
  ss >> std::hex >> cppint;
  std::cout << std::dec << "ssextr conv     : " << cppint <<  " (" << std::hex << cppint << ")\n"; // outputs "0 (0)" <- ERROR
  std::cout << std::dec;
  if (ss.fail()) std::cout << "Error converting number.\n";

  // C++-style conversion with cast
  uint32_t cppuint;
  int32_t cppint2;
  ss.clear();
  ss.str(minus_one);
  ss >> std::hex >> cppuint;
  cppint2 = (int32_t)cppuint;
  std::cout << std::dec << "ssextr cast conv: " << cppint2 <<  " (" << std::hex << cppint2 << ")\n"; // outputs "-1 (0xffffffff)"
  std::cout << std::dec;
  if (ss.fail()) std::cout << "Error converting number.\n";

  exit(EXIT_SUCCESS);
}

Answer 1

如果第一个十六进制位是f，则 c++ 将其设为“大数”：'0x7fffffff'。似乎c ++不想将其表示为负数。 像这样：

const char* minus_one = "0xf0000000";   //ssextr conv     : 2147483647 (7fffffff)
std::stringstream ss;
ss << minus_one;

// C++ style conversion
int32_t cppint;
ss >> std::hex >> cppint;
std::cout << std::dec << "ssextr conv     : " << cppint <<  " (" << std::hex << cppint << ")\n"; 
std::cout << std::dec;
if (ss.fail()) {
    std::cout << "Error converting number.\n";
}

Answer 2

int32_t cint;
cint = strtol(ss.str().c_str(), NULL, 0);

这会将值0xffffffff 读入long，然后将其转换为int32_t。如果 long 大于 32 位，则 strtol 工作并返回 0xffffffff 即 4294967295，并将其转换为 int32_t 产生 -1。但这与从字符串中读取负数不同（如果 long 是 32 位，那么它不会按预期工作，而是返回 LONG_MAX 并将其转换为 int32_t，即 @ 987654332@).

int32_t cppint;
ss >> std::hex >> cppint;

这会尝试将值0xffffffff 读入int32_t，但值0xffffffff 不适合该类型，因此读取值失败（就像strtol 失败时long 是32 位）。

与您的strtol 版本更接近的是：

int32_t cppint;
long l;
if (ss >> std::hex >> l)
  cppint = l;
else
  // handle error ...

期望能够将值0xffffffff 读取为带符号的 32 位整数是不合理的。 strtol 和 istream 不读取位模式，它们读取数字，而数字 0xffffffff 不适合有符号的 32 位整数。

Answer 3

问题在于 unsigned 整数记录了十六进制表示法。 strtol 是一个 C 函数，显然更能容忍负整数的十六进制表示，并且在内部将字符串读取为无符号值，然后将其重新解释为有符号值。但即使在 C 语言中，对于 strtol 和无法以有符号类型表示的无符号值的转换，也未指定此类处理 结果是实现定义的或引发了实现定义的信号。 （来自 C11 6.3.1.3 [Conversions] 有符号和无符号整数的 1570 草案）

为了不破坏大量遗留代码，它可能以这种方式工作，但 C++ 是一种较新的语言，实施者已决定对十六进制表示更加严格。