Question

我在网络协议中使用uint16_t作为序列计数器。这个计数器通常会按预期包装。当接收方获取数据包时，它会根据最近收到的数据来检查此计数器，以查看它是新数据包还是无序数据包。

比较序列号时需要考虑环绕声。因此，如果最后一个序列号是0x4000，那么从0x4001到0xBFFF的序列号更新，序列号从0xC000到0xFFFF从0x0000到0x3FFF的范围更小。

我目前的做法如下：

uint16_t last;
uint16_t current;
...
// read in values for last and current
...
if ((int16_t)(current - last) > 0) {
    printf("current is newer\n");
} else {
    printf("current is older (or same)\n");
}

通过减去两者并将结果视为int16_t，我可以很容易地看出哪个更大，哪个更多。因此，例如，如果当前序列号至少比最后一个序列号少5，即((int16_t)(current - last) < -5)，我可以假设这不是由于正常的数据包重新排序和丢弃数据包。

我意识到签名的回绕是未定义的，但是在这种情况下，为了进行比较，我将无符号值视为已签名。这是否会调用未定义的行为，如果是这样，那么进行此类比较的更好方法是什么？

Answer 1

超出范围转换的行为是实现定义的。

为什么不完全避免这个问题并写下：

if ( current != last && current - last < 0x8000 )
    printf("current is newer\n");
else
    printf("current is older (or same)\n");

注意：此答案仅适用于涉及uint16_t的特定问题。对于其他类型，将需要不同的代码。

Answer 2

您可以将uint16_t转换为int32_t并进行减法。

if (((int32_t) current - (int32_t) last) > 0) {
    printf("current is newer\n");
} else {
    printf("current is older (or same)\n");
}

注意：当转换为int16_t时，uint16_t s大于32767将显示为负数（在有符号整数中，最高有效位设置为1表示负数，在无符号类型中它只是一个常规位）。

Answer 3

减法将使用提升类型进行，除非int为16位，在这种情况下行为是实现定义的。

为了安全起见，您可以使用三元计算绝对差值：

current > last ? current - last : last - current

通过强制转换检测未签名的环绕到签名的未定义行为？

3 个答案: