Question

我有以下代码：

#include <iostream>

using namespace std;

int main(int argc, char *argv[])
{
    string a = "a";
    for(unsigned int i=a.length()-1; i+1 >= 1; --i)
    {
        if(i >= a.length())
        {
            cerr << (signed int)i << "?" << endl;
            return 0;
        }
    }
}

如果我使用完全优化在MSVC中编译，我得到的输出是“-1？”。如果我在调试模式下编译（没有优化），我没有输出（预期。）

我认为标准保证无符号整数以可预测的方式溢出，因此当i =（unsigned int）（ - 1）时，i + 1 = 0，并且循环条件i + 1＆gt; = 1失败。相反，测试以某种方式通过。这是一个编译器错误，还是我在某处做某些未定义的事情？

Answer 1

我记得在2001年遇到这个问题。我很惊讶它仍然存在。是的，这是一个编译器错误。

优化者正在看

i + 1 >= 1;

理论上，我们可以通过将所有常量放在同一侧来优化这一点：

i >= (1-1);

因为 i 是无符号的，所以它总是大于或等于零。

请参阅此新闻组讨论here。

Answer 2

ISO14882：2003，第5节，第5段：

如果在评估表达式期间，结果未在数学上定义或不在其类型的可表示值范围内，则行为未定义，除非此类表达式是常量表达式（ 5.19），在这种情况下，该程序是不正确的。

（强调我的。）所以，是的，行为是未定义的。在整数溢出/下溢的情况下，该标准不保证行为。

编辑：标准似乎在其他地方略有冲突。

第3.9.1.4节说：

无符号整数，声明为无符号整数，应遵守算术模2 n的定律，其中n是该特定整数大小的值表示中的位数。

但第4.7.2和.3节说：

2）如果目标类型是无符号的，则结果值是与源整数一致的最小无符号整数（模2 n，其中n是用于表示无符号类型的位数）。 [注意：在二进制补码表示中，此转换是概念性的，并且位模式没有变化（如果没有截断）。 ]

3）如果目标类型是有符号的，如果它可以在目标类型（和位字段宽度）中表示，则该值不变; 否则，该值是实现定义的。

（强调我的。）

Answer 3

我不确定，但我认为你可能犯了一个错误。

我怀疑问题在于编译器如何处理for控件。我可以想象优化器在做什么：

for(unsigned int i=a.length()-1; i+1 >= 1; --i)   // As written

for (unsigned int i = a.length()-1; i >= 0; --i) // Noting 1 appears twice

for (unsigned int i = a.length()-1; ; --i)   // Because i >= 0 at all times

这是否正在发生的事情是另一回事，但它可能足以混淆优化器。

使用更标准的循环配方可能会更好：

for (unsigned i = a.length()-1; i-- > 0; )

Answer 4

是的，我刚刚在Visual Studio 2005上对此进行了测试，它在Debug和Release中的表现肯定不同。我想知道2008年是否会修复它。

有趣的是，它抱怨你从size_t（.length的结果）到unsigned int的隐式转换，但生成错误代码没有问题。

MSVC ++：无符号整数和溢出的奇怪性

4 个答案: