Question

我对C ++还是很陌生，但是我发现auto的这种行为很奇怪：

class A{};

int main() {
    A a;
    auto x = -(sizeof(a));
    cout << x << endl;
    return 0;
}

在这种情况下，变量x是unsigned，尽管我在变量初始化时使用了一元减号运算符。为何只考虑返回类型sizeof（std::size_t），却不考虑存储的数字由于使用了运算符而为负的事实呢？

我知道size_t是一个无符号整数。

我已经在GCC 8.1.0和C ++ 17上进行过尝试。

Answer 1

此处的实际问题是，与其他内置算术运算符一样，一元减运算符的使用也受积分提升的约束。因此，令人惊讶的是，对size_t施加一元负数的结果仍然是size_t，并且无需怪罪auto。

反例。在这种情况下，由于积分促销的类型，x将是int，因此输出将是-1：

unsigned short a{1};
auto x{-a};
cout << x << endl;

Answer 2

您的表达式-(sizeof(a))将一元-运算符应用于无符号类型的值。一元运算符不会将无符号整数值转换为有符号整数；而是定义哪个无符号值将是如下操作的结果（参见unary arithmetic operators at cppreference.com）：

内置一元减运算符计算其负数提升操作数。对于无符号a，-a的值为2 ^ b -a，其中b是升级后的位数。

因此，即使令人惊讶，auto仍可正常工作，因为将一元-运算符应用于无符号值的结果仍然是无符号值。

Answer 3

将（一元）-应用于无符号值的结果是无符号的，并且sizeof返回无符号值。

一元运算符的操作数应具有算术或无作用域枚举类型，结果是其操作数的取反。积分提升是对整数或枚举操作数执行的。无符号数量的负数通过减去它的负数来计算从2 ^ n开始的值，其中n是提升后的操作数中的位数。结果的类型就是提升的操作数的类型。

sizeof和sizeof...的结果是类型常量 std::size_t

为避免实现定义的行为，您必须在应用int之前转换为-

如果目标类型是带符号的，则该值可以保持不变以目标类型表示；否则，值为实现定义的。

class A{};

int main() {
    A a;
    auto x = -(int{sizeof(a)});
    cout << x << endl;
    return 0;
}

Answer 4

如果我们看一下：https://en.cppreference.com/w/cpp/language/sizeof，则结果为size_t类型，即unsigned。您明确需要将其声明为signed int，以允许使用负值。

您可以编写auto而不是int来允许负值。