将 unsigned char 转换为 signed char 以获得红黑树

Posted 2023-02-16

【中文标题】将 unsigned char 转换为 signed char 以获得红黑树

【英文标题】：Casting unsigned char to signed char for a red-black tree

【发布时间】：2018-06-06 08:20:56

【问题描述】：

概述

我正在使用 Qt 封装 Windows Shell 功能。我遇到的问题与ABSOLUTE_IDLISTs 和存储数据有关。作为参考，一个 Windows id 列表在内存中是这样的：

//Note that there may be an arbitrary number of cb/abId pairs.
=================================================================
=           =   (cb bytes)  =           =  (cb bytes)   =       =
= USHORT cb =  UCHAR []abID = USHORT cb =  UCHAR []abId = '\0'  =
=================================================================

我使用绝对 ID 作为每个节点的唯一标识符以便快速 恢复。值类型为ShellNodePointer，一个指向ShellNode的共享指针，用于缓存数据。我最初使用 QHash（基本上是 std::unordored_map），但这需要对每次检索的位进行哈希处理（尽管我将哈希键存储在 ShellNode 中）。

//unsigned int is the hash result, ShellNodePointer is a QSharedPointer to a ShellNode
QHash<unsigned int, ShellNodePointer>

相反，我正在考虑使用QMap 的红黑树方法。我的问题是 this：比较两个键的最快方法是将它们存储为QByteArrays，这将允许快速小于比较并将id列表作为原始数据简单地传递给QByteArray构造函数。

ITEMIDLIST_ABSOLUTE *someIdListPointer = ...;
QByteArray ba(someIdListPointer);

问题

不幸的是，QByteArray 采用以空结尾的const char *，没有 指定签名或未签名。由于我在 Windows 上，因此默认为已签名 字符。

问题

我可以转换为[signed] char * 并忽略溢出问题，因为每个负值键都会以同样的方式溢出吗？具体来说，红黑树是否仍能正常工作，因为在使用相同键的两个单独调用中保证生成的数据是一致的？

注意：我知道USHORT cb 将包含在密钥中。这是可以接受的，因为它只是将与两个相同的键匹配的额外数据。

编辑：澄清abId 实际上是一个没有空终止符的数组。

【问题讨论】：

哪些溢出问题？将指针转换为不同的类型意味着您以不同的方式解释字节（就像其他有符号/无符号转换一样）并且不可能溢出。此外，虽然标准不保证有符号整数类型的二进制补码表示，但这是一个非常安全的假设。

我是这么想的，但我想确保在比较密钥时不会遇到问题。

假设您不关心 RB 树中的实际顺序，您可以以任何您想要的方式处理/查看数据字节以进行比较，甚至像 int32_ts (假设列表正确对齐）。那么两者的补码也无关紧要。当只有整个列表以空字符结尾而不是单个键时，QByteArray 采用以空字符结尾的字符序列之间的差异让我更加困惑。但也许这是我的一个误解。

关于空终止：cbID 不是空终止，只有整个结构。

什么是cbID？

【参考方案1】：

我可以转换为 [signed] char * 并忽略溢出问题，因为每个负值键都会以相同的方式溢出吗？具体来说，红黑树是否仍能正常工作，因为在使用相同键的两个单独调用中保证生成的数据是一致的？

是的，像这样的转换只是以不同的方式解释内存中的字节，并且对于相同的机器 + 可执行文件/编译器是一致的。标准没有强制要求有符号整数的字节表示，因此“含义”（即表示的数字）可能不是您所期望的，但这对于只需要总排序的 RB 树来说并不重要。

【讨论】：

感谢您的帮助和耐心，Max。