为什么在 C11 中与 bool 比较不转换为 bool？

Question

给定以下 C11 代码：

int a = 1234;

bool b = (bool)a; // equivalent to (a != 0) or (a != false) which evaluates to 1 or true

if (a) // equivalent to if(a != 0) or if (a != false) which evaluates to 1 or true
  printf("a\n");

if (a == (bool)true) // should be equivalent to if(!(a == false)) or if (a != false)
  printf("a == (bool)true\n");

我知道 true 是 #define true 1，但 bool 显然不是普通的整数类型，因为像 (bool)0.1 这样的东西的计算结果为 1，而转换为 int 会导致 0。

1) 为什么true 没有定义为(bool)1？这将允许编译器至少输出一个警告。

2) 为什么我的示例中的整数没有转换为 bool 以使 a == (bool)true 的计算结果为 (bool)a == (bool)true 这实际上是正确的？

Answer 1

为什么C11中与bool比较不转成bool？

_Bool 是最低等级，相等运算符== 指定其_Bool 操作数提升为int。 @StoryTeller

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_Bool 的等级应小于所有其他标准整数类型的等级。 C11 §6.3.1.1 1

（等式运算符）如果两个操作数都具有算术类型，则执行通常的算术转换。 §6.5.9 4

（通常的算术转换）...整数提升在两个操作数上执行 §6.3.1.8 1

（整数提升）如果 int 可以表示原始类型的所有值 ...该值将转换为 int ... §6.3.1.1 2

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OP 的代码示例没有“与 bool 比较”。

// int compared to int: false since a == 1234 and that is not equal 1
if (a == true)  

本来可以有

// int compared to _Bool: false since a == 1234 and that is not equal to 0 or 1
if (a == b) 

对于int == _Bool、int == short、int == signed char，同样的事情也会发生。较低等级的操作数被提升为int。

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1) 为什么不将 true 定义为 (bool)1？这将允许编译器至少输出一个警告。

为什么？多年前的标准委员会决定。在引入_Bool 时，将true 视为(int)1 而不是(_Bool)1 对现有代码的影响肯定会更小。 (C99)。这与其他子int 常量如SHRT_MAX 一致，通常是int，而不是short。在任何情况下，在大多数情况下，在进一步处理之前都会发生对int/unsigned 的提升——就像在这个比较案例中一样。

不需要进一步的(_Bool)1 来允许编译器提供警告。可以使用各种分析工具制作一个提供警告的编译器。正如(_Bool)1，它会简化编译器提供这样一个警告的事情。

2) 为什么我的示例中的整数没有转换为 bool 以使 a == true 的计算结果为 (bool)a == true 这实际上是正确的？

由于true 是(int)1，与a == true，两个操作数都是int。 _Bool 不适用于此处。

2) [OP 更新] 为什么我的示例中的整数没有转换为 bool，以至于 a == true 的计算结果为 (bool)a == true，这实际上是正确的？

答案的顶部解决了这个问题：int 中的true，因此在比较之前(bool)a 被提升为int，因为int 的排名高于_Bool。

Answer 2

我知道 #define true 1 是真的，但 bool 显然不是 普通整数类型，因为像 (bool)0.1 这样的东西的计算结果为 1 而转换为 int 会导致 0。

bool（实际上_Bool；bool是一个扩展为_Bool的宏）是一个整数类型。它确实有一个不寻常的特性，它不与任何其他类型共享：将任何非零值转换为 _Bool 会产生 1。

请注意，产生逻辑布尔值的运算符仍会产生 int 结果，其值为 0 或 1。由于隐式转换，这通常不是问题。

1) 为什么不将true 定义为(bool)1？这将允许编译器 至少输出一个警告。

编译器可以随时生成警告。与true 或false 进行比较时发出警告是个好主意。

2) 为什么我的例子中的整数没有转换成bool 这样的 a == true 将评估为 (bool)a == true 这实际上会 是真的吗？

a == true 必须先将其操作数转换为相同类型，然后才能进行比较。这是通过通常的算术转换完成的。规则（相当复杂）在N1570 第 6.3.1.8 节中进行了描述。一个非常快速且不精确的总结是，较窄类型（较小的整数转换等级）的操作数被转换为另一个操作数的类型。例如，当您比较 int 和 long 类型的表达式时，int 操作数将提升为 long。 _Bool 是最窄的整数类型，因此它总是在比较中提升，除非它与另一个 _Bool 值进行比较。

仅为_Bool 更改这些规则会令人困惑，而且真的不会给您带来太多收益。

底线：不要将相等的值与false 或true 进行比较。不要写：

if (a == true)

只写：

if (a)

如果这就是你的意思。同样，不要写：

if (a == false)

随便写

if (!a)

Answer 3

来自cmets的总结：

_Bool 实际上“只是”另一种无符号整数类型，其例外规则是，如果值不等于 0（“false”），则转换为它总是导致 1（“true”）。

因为它是无符号整数，所以适用整数提升规则。 即使true 被定义为(bool)1，比较a == true 的结果实际上是比较1234 == 1，它始终是false。