无符号整数差异的意外结果答案

【问题标题】：Unexpected results on difference of unsigned ints无符号整数差异的意外结果
【发布时间】：2014-11-18 02:38:11
【问题描述】：

我很惊讶这个函数会为 dif1 和 dif2 产生不同的值

void test()
{
    unsigned int x = 0, y = 1;
    long long dif1 = x - y;
    long long dif2 = (int)(x - y);
    printf("dif = %lld %lld",dif1,dif2);
}

这是正确的行为吗？在 diff1 计算中，它首先将 32 位无符号差异提升为 64 位无符号值，然后添加符号。这是语言未指定的标准行为还是编译器错误？第二种形式是否保证产生-1，或者直到编译器实现？我想最安全的结构是： long long diff3 = (long long)x - (long long)y;

【问题讨论】：

标签： c

【解决方案1】：

如果我们假设long long 比unsigned int 宽，第一个是明确定义的。如果不是，那么作业给出的问题与答案的第二部分相同。

long long dif1 = x - y;

无符号整数会换行，你会得到一个可以存储在无符号整数中的最大值。

6.2.5 p9：涉及无符号操作数的计算永远不会溢出，因为不能用生成的无符号整数类型表示的结果是以比最大值大一的数字为模减少，可以是由结果类型表示。

至于第二个

long long dif2 = (int)(x - y);

它是实现定义的：

6.3.1.3 p3：否则，新类型有符号，值不能在其中表示；无论是结果是实现定义的或引发了实现定义的信号。

在这种情况下，unsigned int 的最大值不能在 int 中表示，上述规则有效。

【讨论】：

我想当 y 大于 x 时 int dif = x - y 也是实现定义的情况。所以，除非你想要无符号的模结果，否则你真的不应该取无符号整数的差。
我猜这也意味着当 x 和 y 是无符号整数时，abs(x-y) 不一定等于 abs(y-x)。

【解决方案2】：

这没什么好奇怪的。

unsigned int x = 0, y = 1;
long long dif1 = x - y;
long long dif2 = (int)(x - y);

第二个和第一个有一个不同：

signed.
如果可能，强制转换被定义为保值（不可能，因为UINT_MAX 大于INT_MAX），否则实现定义（尽管允许陷阱）。

如果我们有 2s-complement 进行转换（很可能），则转换结果为 -1。

接下来，我们有一个更广泛的有符号类型的赋值，它始终是保值的。

【讨论】：

我认为在对有符号值 dif1 的赋值中存在对“有符号”的隐式强制转换。但是，显然尺寸扩展首先发生。即，dif1 = (signed) ((unsigned long long) (x - y))