如何在无符号操作数之间执行有符号比较？

Question

我已声明了4个无符号变量：

uint32_t empty_bucket;
uint32_t base_bucket;
uint32_t hop_size;
uint32_t ht_size;

我想执行签名条件检查：

if (empty_bucket < base_bucket + (hop_size - 1) - ht_size)

知道base_bucket + (hop_size - 1) - ht_size可能是负值。操作员执行此操作的正确铸造是什么？

注意： base_bucket + (hop_size - 1) - ht_size可能非常接近-2^32，因此转换为带符号的32位int32_t可能会导致溢出。

Answer 1

由于您正在使用stdint include，您可以将操作数转换为64位有符号值，并对此进行比较，不会有任何右边的任何条件成为负数的风险，我们必须强制转换左操作数到有符号整数，以避免在比较signed / unsigned时的未定义/实现行为：

if ((int64_t)empty_bucket < ((int64_t)base_bucket + ((int64_t)hop_size - 1) - (int64_t)ht_size))

总结一下：

• 没有溢出的风险（我可能在右侧投入太多）
• 签名实体之间的比较
• 缺点是，64位转换可能会对32位架构的性能产生负面影响

Answer 2

if (base_bucket + hop_size > ht_size + 1
    && empty_bucket < base_bucket + (hop_size - 1) - ht_size)

第一行检查我们想要执行的比较的右侧是否确实是正整数。通过检查所有正值（base_bucket和hop_size）是否大于所有负值（- 1和- ht_size）来完成。它不使用减法就可以做到这一点，因此使用无符号整数是安全的。

@David Bowling建议

if (empty_bucket + ht_size < base_bucket + (hop_size - 1)) 

这个想法基本相同，以确保比较的双方始终是积极的。如果base_bucket和hop_size不是同时为零，则此方法有效。

使用这两种解决方案理论上仍然可能存在溢出，您必须使用实际值进行检查。如果有溢出，请使用更大的类型。

^{请忽略我之前提到的短路评估，因为它不相关。如果整数大小为“正常”，例如。 16,32或64位，这应该可行。}