Question

我对for循环的这种行为感到非常惊讶：

程序1：

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main()
{
    string s1,s2;
    cin>>s1>>s2;
    for(int i=0;i<(s1.length()-s2.length()+1);i++)
    {
        cout<<"Hello\n";
    }
}

输入后：s1 =“ ab”，s2 =“ abcdef”

程序1的此for循环无限运行并无限次打印“ Hello”。

与此同时，程序2（以下）对于字符串s1和s2的相同输入都可以正常工作。

程序2：

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main()
{
    string s1,s2;
    cin>>s1>>s2;
    int len = (s1.length()-s2.length()+1);
    for(int i=0;i<len;i++)
    {
        cout<<"Hello\n";
    }
}

有人可以帮我解决这个问题，为什么程序1的for循环无限次运行？

Answer 1

在您的示例中，s1.length()被评估为2u（即2，但为unsigned类型），s2.length()被评估为{{1 }}，6u最有可能被评估为s1.length() - s2.length()（因为无符号类型中没有4294967292u），而-4被评估为s1.length() - s2.length() + 1。

4294967293u在C ++中返回.length()，这是无符号值。从另一个无符号值中减去一个无符号值会产生一个无符号值，例如size_t可能会产生1u - 2u。

当混合有符号和无符号值（例如4294967295或s.length() - 1）时，有符号值将转换为无符号值，例如i < s.length()通常是-1 > 1u，因为true被转换为-1。如果启用警告，现代编译器会警告您有关这种类型的比较。

了解到这一点，您可能希望循环运行40亿次迭代，但这不一定是正确的，因为4294967295是带符号的i，并且它是32位的（很可能是），它不能大于int。当您的程序从2147483647起增加代码时，就会发生有符号溢出，这在C ++中是undefined behavior。因此，您的循环可能会无限运行。

我怀疑您正在做有竞争力的编程。对于竞争性程序设计，我的建议是无论何时要计算任何内容，都应始终将2147483647强制转换为.length()。您可以创建这样的宏：

int

然后写#define sz(x) ((int)(x).size())而不是sz(s)以避免此类错误。

但是，在代码必须生存超过几个小时的任何编程领域中，这种方法还是受到高度重视。例如。在业界还是开源。在这种情况下，每次需要时都使用显式s.length() / static_cast<int>(s.length())。或者，甚至更好的是，在代码审查期间询问有关您的代码的具体建议，还有很多可能的警告，请参见下面的注释以获取一些示例。

Answer 2

我还没有机会进行测试，因此无法确定，但是我强烈怀疑这与string::length() returns a size_t是无符号类型有关。如果无符号类型变为负数，则它们会绕回最大值，因此2-6 + 1 = -3解释为32位无符号类型时将变为2 ^ 32-3。这导致您的循环迭代数十亿次，因此似乎没有终止。而在第二个程序中，您将显式转换为带符号的int，因此结果为预期的-3。

For循环在C ++中以字符串长度无限运行

2 个答案: