64位系统下的size_t（-1）和int（-1）

Question

我编写了一个测试代码来验证64位移植的一些问题。 但是我对以下情况感到困惑：

size_t size_neg_one = (size_t(-1));
int int_neg_one = -1;
printf("size_neg_one = %#zu, int_neg_one = %#x\n", size_neg_one, int_neg_one);

输出结果为：

size_neg_one = 0xffffffffffffffff
int_neg_one  = 0xffffffff

显然， size_neg_one不应等于int_neg_one 。 但是我尝试了if(size_neg_one == int_neg_one)并得到TRUE 。 这不符合我的期望。

有人可以为我解释这种情况吗？ 提前致谢。

我的DEV环境：具有gcc-4.6.3的 64位Xubuntu 13.04 。

Answer 1

6.3.1.3有符号和无符号整数

1将整数类型的值转换为_Bool以外的其他整数类型时，如果该值可以用新类型表示，则该值不变。
2否则，如果新类型是无符号的，则通过重复添加或减去新类型所能表示的最大值之前的值，直到该值在新类型的范围内，来转换该值。60）
3否则，将对新类型进行签名，并且无法在其中表示值； 结果是实现定义的，还是引发实现定义的信号。

因此，通过将2 ^ 64加到-1，将int （32Bit 2-s补码）转换为size_t （64Bit unsigned）。

但是，几乎每个编译器都会警告您进行这种比较。

Answer 2

大多数二元运算符（包括== ）对相同类型的两个值进行运算。 如果两种类型不同，那么将提升一种或两种，以便它们匹配。

规则非常复杂，但是在这种情况下， int_neg_one被提升为size_t 。 这与为size_neg_one其值所使用的size_neg_one转换完全相同，因此比较比较两个相等的值并得出true 。

Answer 3

当您将size_t与INT进行比较时，其中一个会隐式转换为另一个。

Answer 4

首先，您的printf损坏了。 它产生未定义的行为。 您将%x格式说明符与int参数一起使用。 %x需要unsigned int参数，而不是int参数。 虽然此组合对于非负int值可能仍然合法，但并未为负值定义该组合。 换句话说，您观察到的int_neg_one = 0xffffffff输出在语言中没有特殊含义。 输出显然是毫无意义的，因为正值0xffffffff超出平台上int类型的范围。

其次，对于size_neg_one == int_neg_one相等性，正如其他人已经解释的那样，根据语言规则，比较是在无符号类型size_t的域中执行的，这意味着您的比较实际上被解释为

size_neg_one == size_t(int_neg_one)

右边的大小会产生与您的size_t(-1)相同的值，这就是相等性成立的原因。

Answer 5

为了比较值，两个操作数必须具有相同的类型，这由一组较为复杂的规则确定； 特别是在这种情况下，在不太可能的情况下， size_t小于int ，规则与大小相同或更大的规则不同。 但是，假设通常情况下，如果size_t大于int或与int相同，则int将被转换为size_t 。 由于一定要保证size_t为无符号整数类型，因此，如果整数类型为负，则转换结果将定义为std::numeric_limits<size_t>::max() + 1 + int_value的数学正确结果。 （数学上正确的结果，因为在C ++中， std::numeric_limits<size_t>::max() + 1结果保证为0。）