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c++ - 其他等效的有符号和无符号类型的别名

coder 2024-02-15 原文

C 和 C++ 标准都允许相同整数类型的有符号和无符号变体相互使用别名。例如，unsigned int* 和 int* 可能是别名。但这还不是全部，因为它们显然具有不同范围的可表示值。我有以下假设:

  • 如果通过int*读取一个unsigned int，该值必须在int范围内，否则会发生整数溢出并且行为未定义。这是正确的吗？
  • 如果通过 unsigned int* 读取 int，则负值环绕，就好像它们被强制转换为 unsigned int 一样。这是正确的吗？
  • 如果该值在 int 和 unsigned int 范围内，则通过任一类型的指针访问它都是完全定义的并给出相同的值。这是正确的吗？

此外，兼容但不等价的整数类型呢？

  • 在 int 和 long 具有相同范围、对齐方式等的系统上，int* 和 long* 别名？ (我想不会。)
  • char16_t* 和uint_least16_t* 可以别名吗？我怀疑这在 C 和 C++ 之间是不同的。在 C 语言中，char16_t 是 uint_least16_t 的类型定义(对吗？)。在 C++ 中，char16_t 是它自己的原始类型，与 uint_least16_t 兼容。与 C 不同，C++ 似乎也不异常(exception)地允许兼容但不同的类型作为别名。

最佳答案

If an unsigned int is read through an int*, the value must be within the range of int or an integer overflow occurs and the behaviour is undefined. Is this correct?

为什么它会是未定义的？没有整数溢出，因为没有完成转换或计算。我们采用 unsigned int 的对象表示对象并通过 int 查看它. unsigned int的值是通过什么方式得到的对象转置为 int 的值完全由实现定义。

If an int is read through an unsigned int*, negative values wrap around as if they were casted to unsigned int. Is this correct?

取决于表示。使用二进制补码和等效填充，是的。虽然没有符号幅度 - 来自 int 的类型转换至 unsigned总是通过同余定义:

If the destination type is unsigned, the resulting value is the least unsigned integer congruent to the source integer (modulo 2n where n is the number of bits used to represent the unsigned type). [ Note: In a two’s complement representation, this conversion is conceptual and there is no change in the bit pattern (if there is no truncation). — end note ]

现在考虑

10000000 00000001  // -1 in signed magnitude for 16-bit int

如果解释为 unsigned，这肯定是 215+1 .不过，转换会产生 216-1。

If the value is within the range of both int and unsigned int, accessing it through a pointer of either type is fully defined and gives the same value. Is this correct?

同样，使用二进制补码和等效填充，是的。有符号的大小我们可能有 -0 .

On systems where int and long have the same range, alignment, etc., can int* and long* alias? (I assume not.)

没有。它们是独立的类型。

Can char16_t* and uint_least16_t* alias?

技术上不是，但这似乎是对标准的不必要限制。

Types char16_t and char32_t denote distinct types with the same size, signedness, and alignment as uint_least16_t and uint_least32_t, respectively, in <cstdint>, called the underlying types.

所以它应该是几乎没有任何风险的(因为不应该有任何填充)。

关于c++ - 其他等效的有符号和无符号类型的别名，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/27109701/

等效ampcodeunsignedblockquotec++clanguage-lawyer

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