在 c++ 中，从 unsigned int 到 int 的转换总是保留位模式吗？

Question

从标准 (4.7) 看来，从 int 到 unsigned int 的转换，当它们都使用相同的位数时，纯粹是概念性的：

如果目标类型是无符号的，则结果值是最小的 与源整数一致的无符号整数（模 2 n 其中 n 是用于表示无符号类型的位数）。 [注：在 二进制补码表示，这种转换是概念性的，并且 位模式没有变化（如果没有截断）。 — 尾注]

所以在这个方向上，转换会保留位掩码。我不确定标准是否保证从 unsigned int 到 int 的转换相同（再次假设使用相同的位数）。这里的标准说：

如果目标类型是有符号的，如果可以，则值不变 以目标类型（和位域宽度）表示；否则， 该值是实现定义的。

这里的“目标类型”到底是什么意思？例如 2^32-1 不能用 32 位整数表示。这是否意味着它不能在目标类型中表示，因此不能假设位模式将保持不变？

Answer 1

int 在这种情况下是目标类型。正如您所说，2^32-1 在这种情况下无法表示，因此它是特定于实现的。虽然，我只见过它保留位模式。

编辑：我应该补充一点，在嵌入式世界中，当一个存储位置需要多个位对位相同的表示时，我们经常使用联合。

在这种情况下

union FOO {
    int32_t signedVal;
    uint32_t unsignedVal;
} var;

var 可以作为 var.signedVal 访问，以获取存储为有符号整数的 32 位，var.unsignedVal 以获取存储为无符号值的 32 位。在这种情况下，位将被保留。

Answer 2

你不能假设任何事情。

第一个引号没有说明位掩码保持不变。它可能在二进制补码中相同，但在一个补码或其他表示中不同。

第二，实现定义的意思是实现定义的，你不能假设任何东西。

理论上，每次转换后表示可以完全不同。就是这样。

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如果您以现实的方式看待它，事情就会变得更加具体。通常，int 存储在二进制补码中，signed->unsigned 保留与 unsigned->signed 一样的模式（因为值可以由实现定义，最便宜的方法是什么都不做）。

Answer 3

“目标类型”是指您分配/转换到的类型。

整个段落意味着转换为 32 位 signed int 的 32 位 unsigned int 将保持原样，前提是该值适合 signed int。如果它们不适合，则取决于其作用的实现（例如截断）。这意味着它实际上取决于位是保留还是更改（无法保证）。

或者换句话说：如果unsigned int 使用它的最高有效位，则结果不再是可预测的。否则没有任何变化（除了改变“盒子上的名字”）。