为什么 unsigned int 在最后一次迭代中会导致循环崩溃？答案

【问题标题】：Why does having unsigned int crash for loop on last iteration?为什么 unsigned int 在最后一次迭代中会导致循环崩溃？
【发布时间】：2019-07-17 08:30:32
【问题描述】：

下面的程序产生了意想不到的结果

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    for(unsigned int i = 10; i >= 0; i--)
    {
        cout << i << endl;
    }
    return 0;
}

但将 unsigned int 更改为 int 会得到输出 10,9,8...,0

拥有unsigned int 并使用它来迭代值 [n, 0]（包括）的正确方法是什么？我迭代数组的每个元素，但不想使用 foreach 语法，因为我需要一个变量来保存元素的位置。

【问题讨论】：

澄清一下，代码不会崩溃。它只是没有做你想做的事。

标签： c++ for-loop

【解决方案1】：

unsigned 变为负数，不正确。无符号算术环绕，所以在无符号算术中，如果你从零减一，你会得到最大可能的无符号值。这取决于您的编译器，但如果您有 32 位整数，那么它将是 4294967295。

我不认为你的程序应该崩溃，我认为它应该永远循环，因为在无符号算术中i >= 0 总是正确的。

顺便说一句，我编写该循环以使其正确使用无符号算术的方式是

for (unsigned int i = 11; i-- > 0; )
{
    cout << i << endl;
}

【讨论】：

说得对。那么在迭代器的类型为unsigned int的情况下，迭代[n，0]的正确方法是什么？
我只是在答案中添加了一段以显示一种方式。
@john 很好的解决方法。但我想如果你想更明确的话，你也可以把i-- 放在iteration_expression 的位置。此外，如果您使用预增量运算符，这将失败，但 for (unsigned int i = 11; i > 0; --i) 不会。对吗？
@VictorHMartin 该版本会给你不同的输出，11 降到 1，而不是 10 降到 0，因为你是在循环之后递减，而不是之前。
啊，我现在明白了。感谢@john 的回答！

【解决方案2】：

如果您的程序崩溃，则意味着编译器有缺陷。

一旦unsigned 为零，就减少它会产生该类型的最大数量。

成语

for (unsigned i = 11; i-->0; )

（与您呈现的循环体一起使用时将输出整数10, 9, ..., 0）

在处理unsigned 类型时经常使用，尽管它已经过时了。 --> 本身并不是一个真正的运算符，因为它被解析为两个单独的标记 -- 和 >，但它偶尔被称为 slide 运算符，尤其是像我这样的老年人。

【讨论】：

因为i是用来访问数组的
啊，经典算子去
@northerner：是的，这可能是未定义的行为。
您发布的惯用代码与 OP 使用的代码不同。特别是，您使用的是独占的>，而不是包容的>=。
@KonradRudolph：我的代码从 10 到 0，包括 0。鉴于他们的循环是无限的，很难比较 OP 想要什么？

【解决方案3】：

我认为您的困惑与 for 循环的运行方式有关。在这里您可以找到description。重要的细节是了解每次循环

for (init_statement; condition; iteration_expression){ statement;}

运行时，操作顺序等价于：

{
 init_statement 
 while ( condition ) { 
  statement 
  iteration_expression ; 
 }
}

这意味着i在for循环块执行后减少。

在int 的情况下，当i = 0 时，它会运行其中的代码，然后减少值。这样，循环的下一次迭代就会使条件失败，因此它不会打印i = -1。

关于unsigned int，它永远不会消极。如果您对其进行调试，您将看到，一旦它达到 0，而不是值 -1，该值将转换为无符号并且结果是一个很大的正值。特别是 4294967295，如果 unsigned int 是 32 位。您可以查看详情in this other question。

这就是为什么你有“意外行为”（不是编译器），因为突然之间你有一个非常大的正数，所以你手上可能有一个无限循环。

【讨论】：