C语言布尔表达式返回值答案

【问题标题】：C language boolean expression return valueC语言布尔表达式返回值
【发布时间】：2014-03-18 19:47:02
【问题描述】：

C 语言没有布尔数据类型，而是使用整数。比较 == 和

【问题讨论】：

通过使关系运算符返回0 和1，语言允许“速记计算”：n += (n % 2 == 0); // increment n if it is even；此外，该语言已经采用任何非零值来表示真：只需在没有关系运算符的条件下直接使用它。
“返回任何非零值来表示真”——让它不明确会得到什么？它是否为实施者提供了更大的灵活性？他们如何利用这种灵活性？
C 在过去 15 年中一直使用布尔数据类型：_Bool / bool，在 stdbool.h 中定义。
C 确实有一个布尔类型。它称为_Bool（如果您有#include <stdbool.h>，则别名为bool）。它是由 1999 ISO C 标准添加的。但是比较运算符仍然产生int 结果。
主要基于意见，尤其是查看 cmets 中各种帖子的讨论。

标签： c boolean-expression

【解决方案1】：

我相信这是一个武断的决定，要追溯到 C 的祖先语言 B。

引用Users' Reference to B：

关系运算符<（小于）、<=（小于或等于）、>（大于）和>=（大于或等于）采用整数右值操作数。如果操作数彼此之间存在给定的关系，则结果为 1。否则结果为零。

没有解释这个特定的选择，也没有在ANSI C Rationale 或 Kernighan & Ritchie 的 1978 年第一版《C 编程语言》(K&R1) 中解释。

（B 的祖先语言 BCPL 有 true 和 false 文字，其中 true 用所有位设置为 1 来表示。）

语言可能有不同的定义，但它仍然会在内部保持一致。例如，标准可以规定，如果条件为假，则关系运算符和相等运算符产生0 的结果，或者如果条件为真，则产生任意非零值。结果仍然可以在if 语句或任何其他需要条件的上下文中正确使用。很容易想象在 CPU 上，将真值表示为全比特而不是 1 会更有效——但语言标准不允许这样做。

几个标准库函数，例如isdigit()，可以返回任意非零值来指示一个真实的条件，这进一步表明这是一个任意选择。（isdigit 自然是通过查表实现的，它可以产生除0 和1 以外的值。

让相等和关系运算符产生0 和1 会带来一些额外的便利。例如，这样可以轻松计算有多少条件为真：

int count = 0;
count += x == y;
count += foo > bar;
count += this <= that;

我的猜测是在第一个 B 编译器中使用 0 和 1 很方便，行为已记录在案，并且一直沿用至今。更改定义会破坏依赖于先前定义的代码。

即使在某些系统上效率相对较低，也不是什么大问题。等式或关系运算符的结果通常不会存储在任何地方，因此只要行为一致，编译器就可以随意表示结果。在某些情况下，它可能必须生成代码以将结果标准化为 0 或 1，但这可能并不重要。

【讨论】：

【解决方案2】：

如果条件表达式可以为真返回任何非零值，那么在将其存储到太小的变量（在极端情况下为一位位域）时可能会遇到麻烦。

struct foo { unsigned int bar: 1; } baz;
baz.bar = 1 == 1;

如果 1 == 1 条件返回 2（或任何偶数），您将遇到麻烦，因为 baz.bar 最终会返回 0，在布尔上下文中评估为 false。

【讨论】：

【解决方案3】：

当您在条件中使用关系运算符时，编译器会将其编译为“如果大于则跳转”或类似运算符，并且不会打扰实际计算 <= 表达式的返回值。表达式总是返回 0 或 1 并不重要，因为该值从未被实际计算过。

关系运算符返回 0 或 1 的唯一情况是它们的值用于更大的表达式中，例如算术或分配给变量。这比在分支中直接使用它们的情况要少得多，而且总是返回 1 的便利性也不是很高。

【讨论】：

< 不等于减法。假设x==INT_MAX 和y==INT_MIN。
@KeithThompson：这是一个很好的观点。我把 SUB = CMP 的类比拿得太远了。

【解决方案4】：

在 C 语言中，0 为 false，无论是比较运算符或 if 语句的返回类型，还是您要检查的任何内容。然而，虽然 if() 语句将接受任何不为零的真值，但比较运算符 必须只返回一个 对象，因此决定该对象为“1”。这就是你是返回还是接受的区别。

就像在任何其他函数中一样，例如int foo(int x){}，您可以接受 x 的任何值，但您必须在离开函数之前实际选择要返回的内容。我想你可以返回一个随机数，但这有什么好处呢？而是选择了“1”。

【讨论】：

哦...为什么strcmp() 在字符串不同时返回any 负值或正值？ :)
我很确定它只是返回 str1 和 str2 之间的差异，但不是 100% 肯定的。
@KeithThompson 这不是被问到的问题。
@ciphermagi：C 标准仅规定 strcmp() 返回负值、0 或正值。它不一定是任何事物之间的区别——尽管这有时是一种方便的实现方式。
@ciphermagi：我相信这正是被问到的问题：“为什么不允许关系运算符返回任何非零值来表示真？”