表达式的类型

Question

考虑 C++ 程序的以下部分；打印到控制台的值以 cmets 形式给出。

{ // case 1
unsigned int x = 10; 
unsigned int y = 20; 
std::cout << "u/u x - y: " << x-y << std::endl; // 4294967286
}   

{ // case 2
int x = 10; 
int y = 20; 
std::cout << "s/s x - y: " << x-y << std::endl; // -10
}   

{ // case 3
unsigned int x = 10; 
int y = 20; 
std::cout << "u/s x - y: " << x-y << std::endl; // 4294967286
}   

{ // case 4
int x = 10; 
unsigned int y = 20; 
std::cout << "s/u x - y: " << x-y << std::endl; // 4294967286
}

我试图弄清楚 C++（使用 gcc 4.7.2 尝试过）如何从表达式中定义类型（更具体地说，它的符号性）。对于情况 1、3 和 4，通常的算术转换应将这两个值提升为无符号整数：

 10 = b00000000000000000000000000001010
 20 = b00000000000000000000000000010100

然后，它会做一个 2 的补码得到 -20 并添加它：

 10 = b00000000000000000000000000001010
-20 = b11111111111111111111111111101100
      b11111111111111111111111111110110

将其解释为 无符号 整数，您会得到 4294967286 -- 很好。

显然，对于案例 2，您会得到相同的计算/结果；但是，通常的算术转换应该导致两个操作数都被解释为带符号的 int，并且结果似乎也被解释为 signed 整数。

据此，我推断，如果操作数在通常的算术转换之后被签名，则结果是有符号的。否则，结果是无符号的。

所以，我的问题是：

1. 我的推论正确吗？
2. 标准在哪里定义了这个？我在 C 或 C++ 标准中找不到对此的任何引用。
3. 其他操作呢？我怀疑+、* 等会以同样的方式工作，但是移位和逻辑操作呢？

编辑： 这似乎与C++11 type of (signed + unsigned)? 有关，但我的问题的关键部分似乎从那里接受的答案中丢失：表达式的结果是否总是两个操作数的类型在通常的算术转换之后？

Answer 1

转换遵循整数转换等级原则。简而言之，整数操作数的处理方式如下。

首先，每个小于int 的操作数都转换为int（如果原始类型的所有值都适合），否则转换为unsigned int。

之后，如果（可能转换的）操作数类型是：

• 完全一样，没有发生转换。

• 大小相同，无符号优先。

• 大小不同，较小的转换为较大的。如果较大的是无符号的，较小的也将转换为无符号的。

这种转换将操作数转换为相同的类型，这也是结果的类型。

C++11 标准的[expr]§9 涵盖了它。它还与[conv] 和[conv.rank] 密切相关。 [expr] 的子章节中各个运算符的描述中涵盖了具体适用于哪些运算符。

Answer 2

好吧，这很简单，我只是误读了标准...来自 C++ 11, §5 [expr] p9：

许多二元运算符需要算术或 枚举类型导致转换并产生类似的结果类型 方法。 目的是产生一个通用类型，这也是 结果。 这种模式称为通常的算术转换，...​​