Question

给出以下（伪C ++）代码：

float x=100, a=0.1;
unsigned int height = 63, width = 63;
unsigned int hw=31;
for (int row=0; row < height; ++row)
{
    for (int col=0; col < width; ++col)
    {
        float foo = x + col - hw + a * (col - hw);
        cout << foo << " ";
    }
    cout << endl;
}

在（col - hw）为负的地方，foo的值被拧紧了一半的数组。我想因为col是int而且是第一个，表达式的这一部分转换为int并变为负数。不幸的是，显然它没有，我得到一个无符号值的溢出，我不知道为什么。

我该如何解决这个问题？使用强制转换表达整个或部分表达式？什么类型的演员表（C风格或static_cast＆lt; ...＆gt;）？使用演员表是否有任何开销（我需要快速工作！）？

编辑：我将所有未签名的注册内容更改为常规注册，但我仍然想知道为什么在这种情况下会出现溢出。

Answer 1

无符号整数实现无符号算术。无符号算术是模数算术。所有值都以2 ^ N为模调整，其中N是无符号类型值表示中的位数。

简单来说，无符号算术总是产生非负值。每次表达式应该导致负值时，该值实际上“包围”2 ^ N并变为正值。

在[sub-]表达式中混合有符号和无符号整数时，无符号算术“获胜”，即计算在无符号域中执行。例如，当您执行col - hw时，它将被解释为(unsigned) col - hw。这意味着对于col == 0和hs == 31，您不会得到-31作为结果。相反，你会得到UINT_MAX - 31 + 1，这通常是一个巨大的正值。

话虽如此，我必须指出，在我看来，使用无符号类型来表示固有的非负值总是一个好主意。实际上，在实践中，C / C ++中的大多数（或至少一半）整数变量应该具有无符号类型。您在示例中尝试使用无符号类型是合理的（如果正确理解了意图）。此外，我还将unsigned用于col和row。但是，您必须记住无符号算术的工作方式（如上所述）并相应地编写表达式。大多数情况下，可以重写表达式，使其不超过无符号范围的界限，即大多数情况下不需要显式地将任何内容转换为有符号的类型。否则，如果您确实需要最终使用负值，那么对签名类型进行良好放置的转换应该可以解决问题。

Answer 2

如何制作height，width和hw签名的内容？通过让他们不签名你真正获得了什么？混合有符号和无符号整数总是在寻找麻烦。乍一看，至少看起来你在这里使用无符号值看起来并没有获得任何东西。所以，你不妨让它们全部签名并为你省去麻烦。

Answer 3

您有向后转换规则 - 当您混合相同类型的有符号和无符号版本时，已签名的操作数将转换为无符号。

Answer 4

如果你想要快速，你应该在开始循环之前static_cast所有无符号值并使用它们的int版本而不是unsigned int。您仍然可以要求输入是无符号的，然后将它们转换为您的算法，以保留您的函数所需的域。

Answer 5

强制转换不会自动发生 - 未经验证的算术仍然有它的用途。通常的例子是int / int = int，即使数据因未转换为float而丢失。我会使用signed int，除非因为INT_MAX太小而无法这样做。

为什么在使用C ++的表达式中使用无符号整数时会出错？

5 个答案: