带有 unsigned char 的 for 循环给出了意外的行为答案

【问题标题】：for loop with unsigned char gives unexpected behavior带有 unsigned char 的 for 循环给出了意外的行为
【发布时间】：2018-01-20 18:23:18
【问题描述】：

我正在练习面试问题，但很难回答这个基本问题：

这个循环会执行多少次？

  unsigned char half_limit = 150;

  for (unsigned char i = 0; i < 2 * half_limit; ++i)
  {
      std::cout << i;
  }

我的想法是，由于 unsigned int 仅达到 255，它将永远执行，因为当我在 255 时增加 unsigned char 时，它会恢复为 0？然而这种想法是错误的，更奇怪的是这是 cout 给我的输出：

 !"#$%&'()*+,-./0123456789:;<=>?@ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[\]^_`abcdefghijklmnopqrstuvwxyz{|}~���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

当我尝试使用以下内容限制外观时：

if (i <= 255)
  std::cout << i;
else
  break;

循环仍然是无限的。

我的问题是代码的预期结果是什么，为什么会这样？

【问题讨论】：

如果我没记错的话，这应该会导致无限循环。
但请注意“是什么让这是一个好的面试问题？”这里是题外话。
"if (i 显然总是正确的，因为 i 是 unsigned char。

标签： c++

【解决方案1】：

这是一个无限循环。让我们一步一步来看看：

2 * half_limit

half_limit 是 unsigned char 但 2 是 int。所以half_limit被提升为int，结果是整数300。

i < 2 * half_limit

由于右手尺寸为int，i 也被提升为int。这里没有问题。

但在++i 中不涉及任何提升，并且i 是声明的unsigned char。所以在到达255 之后，它又回到0 并且条件i < 2 * half_limit 始终为真，因为i 永远不会到达300。

第二个条件if (i <= 255) 的情况与i 在进行此检查之前返回到0 相同。

【讨论】：

"并且i 是声明的unsigned int"它实际上是unsigned char。小错字;>
很好的答案 - 感谢您纠正错字:)

【解决方案2】：

C/C++ 必要时扩展表达式的位容量。它被称为Integer type promotion。

根据这些规则，half_limit * 2 被提升为整数值 300。假设CHAR_BIT == 8，i 是单个八位字节，因此它永远不会达到 300 的值，因此循环将永远持续下去。此外，无符号八位组始终小于或等于 255，因此您的 if 表达式是多余的。

【讨论】：

这如何解决这个问题？