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Jiang's C++ Space

創作,也是一種學習的過程。

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弄C++很多年了,沒想到還居然被這種問題所困,其實不光我了,問了幾個同道中人,都未能很好解釋為什么,不過我還是記錄一下,有知情人士看到的話不妨留言告知。

代碼是hello world級別的,很簡單:
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    
int ni = 50;
    unsigned 
int ui = 100;
    
    printf(
"%d\n", ni-ui);
    printf(
"%d\n", (ni-ui)*2);
    printf(
"%d\n", (ni-ui)/2);
    printf(
"%d\n", (ni-(int)ui)/2);
    
return 0;
}
問題:輸出結果是什么?
我預期的輸出結果應該是這樣:
-50
-100
-25
-25
而事實上是:
-50
-100
2147483623
-25
在VC6,VS2005和VS2008上調試過,結果完全一致,這就表示,(ni-ui)/2的結果被認為是一個無符號整型,為什么會這樣呢?我看了一下反匯編……其實,我沒看明白。(匯編沒學好)

這種小問題可能會引發大問題,我最近在設計一個程序,把圖片貼到窗口上,圖片的寬和高被我設計為無符號的,因為寬和高最小為0,不可能是負數,而圖片的繪制位置則有可能是負數,這跟坐標系有關,這樣有符號和無符號之間就有可能出現了上面的那種操作,導致程序出現了一些怪異的行為,通過調試,發現是這個問題。

解決方法很簡單,只要加上一個強制轉換即可,像代碼最后一個printf語句那樣。但為什么這樣我就不太清楚了,是C++的規范,還是編譯器的問題,有其它編譯器的朋友可以試試看。
posted on 2010-06-12 10:43 Jiang Guogang 閱讀(2077) 評論(7)  編輯 收藏 引用 所屬分類: Knowledge

評論

# re: 怪異的有符號/無符號轉換問題 2010-06-12 10:46 mr.huang
太詭異。。。麻煩了。。。我們的工程都很少注意這些。  回復  更多評論
  

# re: 怪異的有符號/無符號轉換問題 2010-06-12 17:45 OwnWaterloo
printf("%d %u\n", ni-ui, ni-ui);
printf("%d %u\n", (ni-ui)*2, (ni-ui)*2);
printf("%d %u\n", (ni-ui)/2, (ni-ui)/2);
printf("%d %u\n", (ni-(int)ui)/2, (ni-(int)ui)/2);

觀察輸出結果, 明白了嗎?  回復  更多評論
  

# re: 怪異的有符號/無符號轉換問題 2010-06-13 10:07 博主
@OwnWaterloo
我的問題如文中所說,“是C++的規范,還是編譯器的問題”,(ni-ui)*2被認為是一個有符號的整型,而為什么(ni-ui)/2卻被認為是一個無符號整型,是C++的規范,還是編譯器的問題?  回復  更多評論
  

# re: 怪異的有符號/無符號轉換問題 2010-06-13 10:36 OwnWaterloo
@博主
規范。

二元操作符始終會將操作數轉換為同一類型計算。

轉換規則很復雜, 但有2點:

1. signed T的rank一定比unsigned T要低
2. int 剛好超過默認參數提升的范圍

所以 int op unsigned 一定是都轉換為unsignd計算。
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# re: 怪異的有符號/無符號轉換問題 2010-06-20 21:33 gejun
“(ni-ui)*2被認為是一個有符號的整型,而為什么(ni-

ui)/2卻被認為是一個無符號整型,是C++的規范,還是編

譯器的問題?”

hi,Jiang. 又在默默耕耘啦~~

請問你根據什么知道(ni-ui)*2被認為是一個有符號的整

型而(ni-ui)/2卻被認為是一個無符號整型?

如果你是根據printf("%d",XXX)的輸出,那就錯了。因為

printf("%d",XXX)不管XXX是什么類型都會把XXX當做有符

號數輸出的。

我做了個實驗證明之前那位網友所說,int op unsigned

一定是都轉換為unsignd,是對的。

(寫了段代碼來證明那位網友的結論:
unsigned int ui = 1;
int ni = 2;

if((ui - ni)<0){
//如果(ui - ni)被轉換為有符號數就會進入這

個分支
printf("should not see me.\n\r");
})

回到你說的問題。那輸出結果到底是什么?

把你代碼中的%d換成%x就真相大白了。

printf("%x\n", ni-ui);
printf("%x\n", (ni-ui)*2);
printf("%x\n", (ni-ui)/2);
printf("%x\n", (ni-(int)ui)/2);

輸出結果如下:
ffffffce
ffffff9c
7fffffe7
ffffffe7

那對于你說有問題的那兩句話,
(ni-ui)/2輸出為7fffffe7
(ni-(int)ui)/2)輸出為ffffffe7
為什么會有這個差異?
請看看匯編代碼。

在計算(ni-ui)/2時,編譯器使用shr來計算結果。shr是

邏輯右移,右移的同時高位填0,所以得到7fffffe7。
在計算(ni-(int)ui)/2時,編譯器使用sar來計算結果。

sar是算術右移,右移的同時保留符號位,所以得到

ffffffe7。

那為什么(ni-ui)/2采用shr而(ni-(int)ui)/2采用sar?
我想就像前面那位網友說的,(ni-ui)被轉換為無符號數

,所以編譯器采用shr忽略符號位;而(ni-(int)ui)被強

制轉換為有符號數,所以編譯器采用了sar以考慮符號位


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# re: 怪異的有符號/無符號轉換問題 2010-06-21 08:29 pmerofc
(ni-ui)*2被認為是一個有符號的整型,而為什么(ni-ui)/2卻被認為是一個無符號整型

(ni-ui)*2 , (ni-ui)/2 都是 unsigned

原因就是OwnWaterloo說的類型轉換

至于輸出-100,那完全是%d的緣故  回復  更多評論
  

# re: 怪異的有符號/無符號轉換問題 2010-06-21 15:58 博主
Thank you all.
我已經了解。總結回來就是:有符號和無符號的運算,必須要小心謹慎一些。  回復  更多評論
  

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