int32_t 到 uint64_t 轉換的順序

Question

C++標准是否保證integer轉換既加寬又去掉符號是符號擴展還是零擴展？

快速測試：

int32_t s = -1;
uint64_t u = s;

在 Xcode 下產生 0xFFFFFFFFFFFFFFFF，但這是首先定義的行為嗎？

Answer 1

當你這樣做

uint64_t u = s;

[dcl.init]/17.9適用，其中規定：

正在初始化的 object 的初始值是初始化表達式的（可能轉換的）值。 如有必要，將使用標准轉換序列 ([conv]) 將初始化表達式轉換為目標類型的 cv 非限定版本； 不考慮用戶定義的轉換。

如果我們查看[conv] ，在積分轉換下，我們有

否則，結果是與源 integer 模 2 ^N一致的目標類型的唯一值，其中 N 是目標類型的寬度。

所以你保證會發生的是 -1 成為可能表示的最大數字，-2 比它少一，-3 比 -2 少一，依此類推，基本上它“環繞”。

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實際上，

unsigned_type some_name = -1;

是為該無符號 integer 類型創建具有最大值的變量的規范方法。

Answer 2

您可以在其他答案中找到標准措辭。

但是為了幫助您形成一個直觀的心理 model 擴大轉換，將這些視為一個兩步過程會很有幫助：

1. 值的符號擴展或零擴展。 如果值是有符號類型，則使用符號擴展。 這里int32_t符號擴展為int64_t 。 在 x86 上，類型的有符號性決定了使用的是MOVSX還是MOVZX指令。
2. 將擴展值轉換為目標類型（更改符號）。 這里int64_t被轉換為uint64_t 。 它涉及 0 條匯編指令，因為寄存器是無類型的，編譯器只是將包含int32_t符號擴展結果的寄存器視為uint64_t 。

請注意，該標准沒有指定這些步驟，它只是指定了所需的結果。

Answer 3

從積分轉換部分：

[conv.integral/3]:否則，結果是與源 integer 模2 ^N一致的目標類型的唯一值，其中N是目標類型的寬度。

換句話說，環繞“最后發生”。