警告 - 有符号和无符号整数表达式之间的比较

Question

我目前正在学习加速 C++，并在练习 2-3 中遇到了问题。

程序快速概述 - 该程序基本上采用一个名称，然后在星号框架内显示一条问候语 - 即你好！由 * 包围。

练习 - 在示例程序中，作者使用 const int 来确定问候语和星号之间的填充（空格）。然后，作为练习的一部分，他们要求读者输入他们想要的填充大小。

所有这一切看起来都很简单，我继续向用户询问两个整数（int）并存储它们并更改程序以使用这些整数，删除作者使用的整数，尽管我在编译时得到以下警告；

Exercise2-3.cpp:46：警告：有符号和无符号整数表达式之间的比较

经过一些研究，这似乎是因为代码尝试将上述整数之一 (int) 与 进行比较string::size_type，这很好。但我想知道 - 这是否意味着我应该将其中一个整数更改为unsigned int？明确声明我的整数是有符号还是无符号很重要吗？

 cout << "Please enter the size of the frame between top and bottom you would like ";
 int padtopbottom;
 cin >> padtopbottom;

 cout << "Please enter size of the frame from each side you would like: ";
 unsigned int padsides; 
 cin >> padsides;

 string::size_type c = 0; // definition of c in the program
 if (r == padtopbottom + 1 && c == padsides + 1) { // where the error occurs

上面是相关的代码位，c 的类型是 string::size_type 因为我们不知道问候语可能有多长 - 但为什么我会遇到这个问题现在，当作者的代码使用 const int 时没有出现问题？另外 - 对于任何可能已完成 Accelerated C++ 的人 - 本书后面会对此进行解释吗？

我在 Linux Mint 上通过 Geany 使用 g++，如果这有帮助或有影响的话（正如我读到的，在确定 string::size_type 是什么时它可以）。

Answer 1

如果要与大小进行比较，通常最好将变量声明为 unsigned 或 size_t 以避免此问题。只要有可能，请使用您要比较的确切类型（例如，在与 std::string 的长度进行比较时使用 std::string::size_type） 。

编译器会在比较有符号和无符号类型时发出警告，因为有符号和无符号整数的范围不同，当它们相互比较时，结果可能会令人惊讶。如果必须进行这样的比较，您应该显式地将其中一个值转换为与另一个值兼容的类型，也许在检查以确保转换有效之后。例如：

unsigned u = GetSomeUnsignedValue();
int i = GetSomeSignedValue();

if (i >= 0)
{
    // i is nonnegative, so it is safe to cast to unsigned value
    if ((unsigned)i >= u)
        iIsGreaterThanOrEqualToU();
    else
        iIsLessThanU();
}
else
{
    iIsNegative();
}

Answer 2

昨天我在解决 Accelerated C++ 中的问题 2-3 时遇到了完全相同的问题。关键是将要比较的所有变量（使用布尔运算符）更改为兼容类型。在本例中，这意味着 string::size_type （或 unsigned int），但由于此示例使用的是前者，所以我将坚持使用它，即使这两者在技术上是不同的兼容的）。

请注意，正如您正确指出的那样，在他们的原始代码中，他们对 c 计数器执行了此操作（本书第 2.5 节中的第 30 页）。

使该示例变得更加复杂的是，不同的填充变量（padsides 和 padtopbottom）以及所有计数器都必须也更改为string::size_type。

回到您的示例，您发布的代码最终将如下所示：

cout << "Please enter the size of the frame between top and bottom";
string::size_type padtopbottom;
cin >> padtopbottom;

cout << "Please enter size of the frame from each side you would like: ";
string::size_type padsides; 
cin >> padsides;

string::size_type c = 0; // definition of c in the program

if (r == padtopbottom + 1 && c == padsides + 1) { // where the error no longer occurs

请注意，在前面的条件中，如果您没有将变量 r 初始化为 string::size_type，您将收到错误在 for 循环中。因此，您需要使用以下内容初始化 for 循环：

    for (string::size_type r=0; r!=rows; ++r)   //If r and rows are string::size_type, no error!

因此，基本上，一旦将 string::size_type 变量引入混合中，任何时候您想要对该项目执行布尔操作时，所有操作数必须具有兼容的类型才能编译而不会出现警告。

Answer 3

有符号整数和无符号整数之间的重要区别
是最后一位的解释。最后一点
有符号类型中表示数字的符号，含义：
例如：

0001 是有符号和无符号的 1
1001 是 -1 有符号，9 无符号

（为了解释清楚，我避免了整个补数问题！
这并不完全是整数在内存中的表示方式！）

你可以想象，如果你比较的话，知道它会有所不同
与 -1 或与+9。很多时候，程序员只是太懒了
将计数整数声明为无符号（使 for 循环头 fi 膨胀）
这通常不是问题，因为对于整数，你必须数到 2^31
直到你的标志位咬住你。这就是为什么它只是一个警告。
因为我们懒得写'unsigned'而不是'int'。

Answer 4

在极端范围内，无符号整型可能会变得比整型更大。
因此，编译器会生成警告。如果您确定这不是问题，请随意将类型强制转换为相同类型，以便警告消失（使用 C++ 强制转换以便更容易发现它们）。

或者，使变量具有相同的类型以阻止编译器抱怨。
我的意思是，是否可以使用负填充？如果是这样，则将其保留为 int。否则，您可能应该使用 unsigned int 并让流捕获用户输入负数的情况。

Answer 5

主要问题是底层硬件 CPU 仅具有比较两个有符号值或比较两个无符号值的指令。如果向无符号比较指令传递一个有符号的负值，它会将其视为一个大的正数。因此，-1（所有位均打开（二进制补码）的位模式）成为相同位数的最大无符号值。

8 位：-1 有符号位与 255 无符号位相同
16 位：-1 有符号位与 65535 无符号位相同
因此

，如果您有以下代码：

int fd;
fd = open( .... );

int cnt;
SomeType buf;

cnt = read( fd, &buf, sizeof(buf) );

if( cnt < sizeof(buf) ) {
    perror("read error");
}

您会发现如果 read(2) 调用由于文件描述符无效（或其他错误）而失败，则 cnt 将设置为 -1。当与无符号值 sizeof(buf) 进行比较时，if() 语句将为 false，因为 0xffffffff 不小于 sizeof() 某些（合理的，不是捏造为最大大小）数据结构。

因此，您必须将上面的 if 编写为删除签名/未签名警告：

if( cnt < 0 || (size_t)cnt < sizeof(buf) ) {
    perror("read error");
}

这只是大声地说明了问题。

1.  Introduction of size_t and other datatypes was crafted to mostly work, 
    not engineered, with language changes, to be explicitly robust and 
    fool proof.
2.  Overall, C/C++ data types should just be signed, as Java correctly
    implemented.

如果您的值太大，以至于无法找到有效的有符号值类型，则说明您使用的处理器太小，或者在您选择的语言中使用了太大的值。如果像金钱一样，每个数字都很重要，那么大多数语言都可以使用可以为您提供无限数字精度的系统。 C/C++ 在这方面做得不好，您必须非常明确地了解类型的所有内容，正如这里的许多其他答案中提到的那样。

Answer 6

或使用 这个头库 并写入：

// |notEqaul|less|lessEqual|greater|greaterEqual
if(sweet::equal(valueA,valueB))

并且不关心关于有符号/无符号或不同大小