无符号和有符号比较

Question

这是非常简单的代码，

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    unsigned int u=10;
    int i;
    int count=0;
    for (i=-1;i<=u;i++){
        count++;
    }
    cout<<count<<"\n";
    return 0;
}

count的值为0，为什么？

Answer 1

<= 的两个操作数必须提升为相同的类型。

显然他们被提升为unsigned int（我面前没有标准的规则，我会在一秒钟内查找）。由于(unsigned int)(-1) <= u 为假，循环永远不会执行。

该规则可在标准的第 5 节（expr）第 10 段中找到，其中指出（我已突出显示适用于此处的规则）：

许多期望算术或枚举类型的操作数的二元运算符会导致转换并以类似的方式产生结果类型。目的是产生一个通用类型，这也是结果的类型。 这种模式称为通常的算术转换，定义如下：

• 如果任一操作数属于范围枚举类型 (7.2)，则不执行任何转换；如果另一个操作数的类型不同，则表达式格式错误。
• 如果任一操作数为 long double 类型，则另一个应转换为 long double。
• 否则，如果任一操作数为双精度，则另一个应转换为双精度。
• 否则，如果任一操作数为浮点数，则另一个应转换为浮点数。
• 否则，应对两个操作数执行积分提升 (4.5)。 60 然后下面 规则应应用于提升的操作数：
• 如果两个操作数的类型相同，则无需进一步转换。
• 否则，如果两个操作数都是有符号整数类型或都具有无符号整数类型，则整数转换等级较小的操作数应转换为等级较大的操作数类型。
• 否则，如果无符号整数类型的操作数的秩大于或等于另一个操作数类型的秩，则将有符号整数类型的操作数转换为无符号操作数的类型整数类型。
• 否则，如果带符号整数类型的操作数的类型可以表示无符号整数类型的操作数类型的所有值，则将无符号整数类型的操作数转换为带符号整数类型的操作数的类型输入。
• 否则，两个操作数都应转换为与带符号整数类型的操作数类型对应的无符号整数类型。

Answer 2

在比较(i <= u)时，i升级为无符号整数，并在此过程中将-1转换为UINT_MAX。

将负数转换为无符号整数会将 (UINT_MAX + 1) 加到该数字上，因此 -1 变为 UINT_MAX，-2 变为 UINT_MAX - 1，等等。

如果您考虑一下，必须将一个转换为另一个才能进行比较，并且编译器通常会将有符号值转换为无符号值。当然，在这种情况下，将无符号值转换为有符号值会更有意义，但编译器不能仅仅根据您的意图决定遵循不同的规范。您应该在这里明确地将 unsigned int 转换为已签名（或一直保持签名）。

Answer 3

因为 -1 被强制转换为无符号整数，所以永远不会执行 for 循环代码。

尝试使用 -Wall -Wextra 进行编译，这样您就可以获得相应的警告（如果到目前为止还没有收到警告，则使用 g++ 进行编译）

http://en.wikipedia.org/wiki/Two's_complement

Answer 4

这是因为i 在比较之前被提升为无符号值。这会将其设置为 UINT_MAX 的值，在 32 位机器上等于 4294967295。所以你的循环本质上是一样的：

// will never run
for (i = 4294967295; i <= u; i++) {
    count++;
}

Answer 5

在一个整数存储在 4 个字节中的系统上，我相信 -1 的值等于 2147483649 的值（1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001） - 它是 1，MSB 设置为 1 表示它是否定的。