为什么在将负整数与无符号整数进行比较时，c++ assert() 会错误地调用 abort()？答案

【问题标题】：Why does c++ assert() falsely call abort() when comparing a negative int to an unsigned int?为什么在将负整数与无符号整数进行比较时，c++ assert() 会错误地调用 abort()？
【发布时间】：2021-10-17 07:31:17
【问题描述】：

我在我的 c++ 程序中发现 assert() 在类似于以下代码 sn-p 的情况下调用 abort()：

int a = -1;
unsigned int b = 5;

assert(a < b);

作为一个人类，我可以说 -1 肯定小于 5，而不管一个是 int 而另一个是 unsigned int 的事实。为什么编译器不行？

我已经找到了解决方案，即这个断言是无意义的，因为无符号总是肯定的（我有点忘记了我实际代码中的变量是无符号的），但我只是好奇为什么会这样。

【问题讨论】：

你的编译器应该警告你比较不同有符号的变量。做到了？在比较变量时，最好始终将值转换为相同的有符号或无符号。请注意，这可能会截断值。
人类在这里错了。您在此处比较无符号和有符号，这意味着结果将转换为 unsigned 整数类型，并且由于将 -1 转换为 unsigned 会产生最大可能值，因此您正在应用的第一个参数此转换后的比较更大。顺便说一句，你的编译器很可能会警告你这个问题。
比较int和unsigned时，int先转换成unsigned，再比较转换后的值。将-1 转换为unsigned 可以得到unsigned 可以表示的最大值——大于5。
在执行比较之前，a 变量被强制转换为（非常大的）无符号整数
试试assert(std::cmp_less(a, b));

标签： c++ integer assert unsigned

【解决方案1】：

当您将有符号整数与无符号整数进行比较时，编译器会将有符号值隐式转换为无符号值，因此本质上是：

int a = -1;
unsigned int b = 5;

assert(a < b);

相当于：

assert(static_cast<unsigned>(-1) < static_cast<unsigned>(5));

现在，由于无符号整数不能保存负值，-1 会由于integer overflow 而返回到UINT_MAX：

assert(UINT_MAX < static_cast<unsigned>(5));

这显然是错误的，因为UINT_MAX大于5，所以断言失败。

【讨论】：

数字 -1 环绕到 UINT_MAX 不是 2 补码的结果。