如何在 Rust 中将两个 i16 相加或相乘以形成一个 i32 而不会溢出？答案

【问题标题】：How to add or multiply two i16 in Rust to form an i32 without overflowing?如何在 Rust 中将两个 i16 相加或相乘以形成一个 i32 而不会溢出？
【发布时间】：2019-07-21 10:45:49
【问题描述】：

如何将 Rust 中的两个 i16 数字相加或相乘成更大的 i32 而不会溢出？

let a: i16 = i16::max_value();
let b: i16 = i16::max_value();
let c: i32 = a + b; // throws EO308 "Expected `u32`, found `u16`

【问题讨论】：

标签： rust integer-overflow

【解决方案1】：

Rust 中没有整体提升或隐式强制转换，因此您必须手动进行所有类型转换。

对于演员表，您可以使用<value> as <type>。但是，如果目标类型是原始类型的超集并且转换它不会丢失信息（例如您的案例），您可以使用 <type>::from 自行记录它：

let a: i16 = i16::max_value();
let b: i16 = i16::max_value();
let c: i32 = i32::from(a) + i32::from(b);
assert_eq!(c, 65534);

这种特殊情况不会溢出，但对于其他情况，您可以使用{integer}::checked_*() 函数防止溢出：

let a: i16 = i16::max_value();
let b: i16 = i16::max_value();
let c: Option<i16> = a.checked_add(b);
assert_eq!(c, None); //overflow!

请注意，在调试版本中，整数操作溢出默认情况下会出现恐慌。

如果您想要的是包装算术，就像在旧 C 中一样，您可以使用 {integer}::wraping_*()，另外它还适用于有符号和无符号值。

let a: i16 = i16::max_value();
let b: i16 = i16::max_value();
let c: i16 = a.wrapping_add(b);
assert_eq!(c, -2);

【讨论】：

@PetrusTheron：不是真的，它会生成完全相同的代码。这个想法是 Rust 严重依赖于类型推断，所以如果将来你的类型发生变化导致转换可能溢出，那么这段代码将无法编译。
请注意，典型整数加法中的溢出只会在调试模式下编译时出现恐慌。
“如果你想要的是包装算术，就像在旧 C 中一样”：note that this is considered undefined behavior.
@E_net4：不完全是。 Rust 语言指定溢出的结果是未指定的，并且可能是恐慌。 rustc 编译器 允许使用开关选择两种行为之一：恐慌或包装；此外，它还默认在 Debug 中恐慌并在 Release 中包装，但用户始终可以更改它。理想情况下，rustc 在默认情况下希望总是恐慌，但是 LLVM 对此类代码的优化很差，而且恐慌的存在通常会阻碍矢量化，因此 Release 的默认值必须包装以匹配 C 性能暂时。
@lights0123：这仅适用于签名溢出。在 C 中，无符号溢出是明确定义的。我在回答中暗示了这一点，但我不想深入这些细节，因为这不是关于 C 而是关于 Rust 的问题。

【解决方案2】：

您可以在添加之前将它们都转换为i32。

let c: i32 = (a as i32) + (b as i32);

【讨论】：

现在使用 From 或 TryFrom 会更习惯用语。
@mcarton：很高兴知道，谢谢。我什至不是生锈的新手。只是一个胚胎:)
@SergioTulentsev: as 工作正常，只是不便于维护。如果a 的类型切换到i64 操作a as i32 将继续编译，现在默默地截断值。 From 仅定义为不会失败的转换，因此会停止编译。 TryFrom 是为所有转换定义的，但会返回一个 Option<Target>，它必须在运行时解包；它通常用于可能失败的转换。