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c++ - 在模板类中时枚举中的整数溢出

coder 2024-02-25 原文

深入研究模板元编程，我发现 C++ 中枚举范围的奇怪行为。我收到一个警告:表达式中整数溢出，看起来我实际上并不想要一个超出枚举范围的值。这是代码:

#include <iostream>
#include <limits>

template <int i>
class pow {
public:
        enum { result = 2*pow<i-1>::result};
};

template<>
class pow<0> {
public:
        enum { result = 1};
};

enum test { one, max = 4294967295 };
enum test_2 { last = 4294967295*2 };

int main() {
        std::cout << "pow<2>: \t" << pow<2>::result << std::endl;
        std::cout << "pow<4>: \t" << pow<4>::result << std::endl;
        std::cout << "pow<30>: \t" << pow<30>::result << std::endl;
        std::cout << "pow<31>: \t" << pow<31>::result << std::endl;
        std::cout << "max test: \t" << 
                std::numeric_limits<std::underlying_type<test>::type>::max() << std::endl;
        std::cout << "max test_2: \t" << 
                std::numeric_limits<std::underlying_type<test_2>::type>::max() << std::endl;
        return 0;
}

编译输出:

test.cpp:7:19: warning: integer overflow in expression [-Woverflow]
  enum { result = 2*pow<i-1>::result};
                   ^
test.cpp:7:7: warning: overflow in constant expression [-fpermissive]
  enum { result = 2*pow<i-1>::result};

程序输出:

pow<2>:         4
pow<4>:         16
pow<30>:        1073741824
pow<31>:        -2147483648
max test:       4294967295
max test_2:     18446744073709551615

为什么类 pow 中的枚举范围较小？据我了解，对于每个“i”值，我都实例化了一个不同的类，因此它有一个单独的枚举类型。因此，对于 'i' > 31，enum 应该是 64 位的，就像 test_2 一样。我哪里错了？
我试过 gcc 4.8 和 gcc 5.4，结果是一样的。

最佳答案

来自 cppreference.com

Unscoped enumeration
enum name { enumerator = constexpr , enumerator = constexpr , ... }(1)
(...)
1) Declares an unscoped enumeration type whose underlying type is not fixed (in this case, the underlying type is either int or, if not all enumerator values can be represented as int, an implementation-defined larger integral type that can represent all enumerator values. If the enumerator-list is empty, the underlying type is as if the enumeration had a single enumerator with value 0).

所以在模板一中，您的编译器似乎选择了 int，最大值为 +-2147483648(31 位 + 1 表示符号)。在 test 中，编译器似乎认识到这还不够，并选择了最大值为 4294967296(32 位)的 unsigned int。在 test _2 中，编译器认识到这也是不够的，并选择了 64 位的无符号类型(最大 18446744073709551616)。

声明你的枚举为

enum { result = 2*pow<i-1>::result, randomMax = \*insert anything large here*\};

应该可以解决问题。第二个值只需要强制编译器选择一个足够长的类型来保存您需要的所有值。

关于c++ - 在模板类中时枚举中的整数溢出，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/38172884/

中时ampltresultcodec++templatesenumsmetaprogramming

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