unsigned(0) - 1 生成“段错误”答案

【问题标题】：unsigned(0) - 1 generates "segment fault"unsigned(0) - 1 生成“段错误”
【发布时间】：2017-03-23 04:06:18
【问题描述】：

为什么当foo.size() 为0时，下面的代码会产生“段错误”。是因为类型转换吗？

 int main()
 {
   vector <int> foo;
   for (int i = 0; i < foo.size() - 1; i++) {
       cout << foo[i] << endl;
   }
   return 0;
}

【问题讨论】：

【解决方案1】：

这是因为 size 是无符号的。如果从无符号数中减去 0，则得到该数的最大值。试试：

if(foo.size() > 0)
{
  for(int i = 0; i < foo.size() - 1; i++)
  {
    cout << foo[i] << endl;
  }
}

或者，更简单的解决方案，只是避免减去。改为添加。

for(int i = 0; i + 1 < foo.size(); i++)
{
  cout << foo[i] << endl;
}

如果您在 foo 有 0 个元素时打印出 foo.size() - 1，您可以准确地知道代码中发生了什么。在我这边，它打印 18446744073709551615。这是一个非常大的非负数。

更多关于无符号数的信息

当您从无符号 (0) 中减去 1 时，您的数字位全部变为 1（它们从全 0 变为全 1）。这是因为通常情况下，负数以一种称为二进制补码的形式表示 - 要使一个数为负数，您需要翻转该数的所有位，并将结果加 1。

对于负数（示例为 4 位）：

0001 = 4
1110 = flipped
1111 = flipped + 1

因此，在四位二进制补码中，-1 表示为全1。

因此，从 0000 中减去 1 应该得到 1111。

但是计算机如何知道一个数字是否为负数？简单的。它假定任何设置了最左边位的数字都是负数。

这一切都很好，但这意味着您可以使用更少的位来存储 LARGE 数字。

如果您使用最高有效位来表示 8 位数字的符号，则您可以表示的最大数字从 255 下降到 127。

出于这个原因，我们偶尔会将数字视为无符号数，以便我们可以存储较大的值。不利的一面是，如果我们从 0 中减去任何内容，我们将得到通常表示负数的结果，但会将其解释为非常大的正数。

同样，如果你有一个 32 位整数设置为可以用 32 位表示的最大可能数（假设无符号），并在其上加 1，该数将回绕，回到 0。

这些问题称为上溢和下溢。

【讨论】：