如何正确地将负数添加到 size_t答案

【问题标题】：How to properly add a negative number to a size_t如何正确地将负数添加到 size_t
【发布时间】：2019-07-25 18:32:55
【问题描述】：

我想在我的列表实现中支持负索引，我想要处理的方式（我知道可能有更好的方法来处理负索引）是通过将负值添加到列表中的元素总数。

因此，如果我的列表中有 12 个元素，并且我要求索引 -5，我会使用 12 + (-5) = 7，因此我用来检索元素的真实索引将是 7。

我认为一些类型转换是所有必要的，我可能可以尝试一堆类型，比如 ptrdiff_t 等——但我想学习如何确定要转换到的正确选择类型。

// the size of the list (normally something like list->num_nodes)
size_t list_size = 12;

// the int32_t is the index argument given to an indexing function
int32_t index = -5;

// the size_t is the real index that can be passed to my internal
// indexing function that will walk from either list head or tail
// depending on whether the index is closer to start or end.
size_t real_index = 0;

// if the index is less than 0 I want to add it to the list size
// to effectively subtract, otherwise just assign it
if (index < 0) {
    real_index = (list_size + index); // << warning here
} else {
    real_index = (size_t)index;
}

但是将 int32_t 索引添加到 size_t list_size 会导致 gcc 警告：

warning: conversion to ‘long unsigned int’ from ‘int32_t {aka int}’ may change the sign of the result [-Wsign-conversion]

解决将负 int32_t 添加到像 size_t 这样的无符号值的问题的正确方法是什么？我认为这是一个简单的答案，例如转换为同时处理 size_t 和 int32_t 的更大类型（int64_t？ptrdiff_t？）...但是您如何确定要转换为的正确类型（如果这是正确的解决方案）？

【问题讨论】：

奇怪，这没有给我任何警告 (-Wall -Wextra -pedantic)。你用的是什么编译器？
尝试 -Wconversion ./test.c:41:29：警告：从 'int32_t {aka int}' 转换为 'size_t {aka long unsigned int}' 可能会改变结果的符号 [ -Wsign-conversion] real_index = (list_size + index); //

标签： c unsigned signed integer-arithmetic

【解决方案1】：

您可以将int32_t 转换为size_t 并添加它。算术将正常工作；将已经转换为无符号值的负值相加的结果将导致无符号值减去原来的负值。

无符号数的算术以 M 为模，其中 M 比最大可表示值大一（例如 256 表示 8 位 unsigned char，其最大值是 255）。这包括转换。因此，如果我们有一个无符号 a 和一个有符号负 b，将 b 转换为无符号类型会产生 M + b （注意，由于 b 是负数，M + b 小于 M ）。然后添加 a 在数学上是 a + M + b，其中，模 M , 是 a + b。

【讨论】：