当我混合有符号和无符号类型时会发生什么？

Question

我正在学习C ++语言，我对类型转换有一些疑问，你能解释一下像这样的表达式会发生什么：

unsigned int u = 10; 
int a = -42; 
std::cout << u - a << std::endl;

在这里我知道如果我在有两个数学运算符时应用规则，结果将是52.但我想知道当编译器将a转换为无符号值时会发生什么情况会产生一个临时的无符号类型，之后会发生什么？ 表达式现在应该是10 -4294967254。

Answer 1

简单来说，如果混合相同等级的类型（在int ， long int ， long long int的序列中），则无符号类型“wins”，并且在该无符号类型内执行计算。 结果是相同的无符号类型。

如果您混合不同等级的类型，则排名较高的类型“获胜”，如果它可以表示较低等级类型的所有值。 计算在该类型内执行。 结果是那种类型。

最后，如果排名较高的类型不能表示较低排名类型的所有值，则使用较高排序类型的无符号版本。 结果是那种类型。

在您的情况下，您混合了相同等级的类型（ int和unsigned int ），这意味着整个表达式在unsigned int类型中求值。 正如你所说的那样，表达式现在是10 - 4294967254 （对于32位int ）。 无符号类型遵循模运算规则，以2^32 （ 4294967296 ）作为模数。 如果仔细计算结果（可以算术地表示为10 - 4294967254 + 4294967296 ），它将变为预期的52 。

Answer 2

1）由于标准的促销规则， signed类型a在减法之前被提升为unsigned类型。 根据此规则（C ++标准4.7 / 2）进行促销：

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2n，其中n是用于表示无符号类型的位数）。

代数上a变成一个非常大的正数，肯定比u 。

2） u - a是匿名临时的，将是无符号类型。 （您可以通过编写auto t = u - a并在调试器中检查t的类型来验证这一点。）数学上这将是一个负数，但在隐式转换为无符号类型时，将调用类似于上面的环绕规则。

简而言之，两个转换操作具有相同和相反的效果，结果将是52.实际上，编译器可能会优化所有这些转换。

Answer 3

这里是反汇编代码说：

它首先将-42设置为其补码并执行子操作。 所以结果是10 + 42 0x0000000000400835 <+8>: movl $0xa,-0xc(%rbp) 0x000000000040083c <+15>: movl $0xffffffd6,-0x8(%rbp) 0x0000000000400843 <+22>: mov -0x8(%rbp),%eax 0x0000000000400846 <+25>: mov -0xc(%rbp),%edx 0x0000000000400849 <+28>: sub %eax,%edx 0x000000000040084b <+30>: mov %edx,%eax