为啥无符号类型没有下溢警告？

Posted 2023-02-22

【中文标题】为啥无符号类型没有下溢警告？

【英文标题】：Why is there no underflow warning for unsigned type?为什么无符号类型没有下溢警告？

【发布时间】：2016-04-04 15:28:28

【问题描述】：

考虑以下代码：

unsigned int n = 0;
unsigned int m = n - 1;              // no warning here?
if (n > -1) 
    std::cout << "n > -1.\n";
 else 
    std::cout << "yes, 0 is not > -1.\n";

上面的代码在if 条件if (m > -1) 上产生一个警告，用于比较有符号和无符号整数表达式。我对此没有异议。困扰我的是前两个赋值语句。

unsigned int n = 0;
unsigned int m = n - 1;

我的想法是编译器应该在第二次赋值时给我一个警告，因为它知道变量n 是无符号的，第一行的值为0，并且试图从一个零值并将其分配给无符号类型。

如果第二次赋值后的下一行恰好与 if 语句或类似语句不同，则相关代码可能已通过。

是的，在分配给 m 之前有一个缩小转换，是的，编译器没有抱怨它，Marshall Clow 在他的 C++Now 2017 Lightning Talk (Fighting Compiler Warnings) 中也提到了这一点。

short s = 3 * 6;
short s = integer * integer;
short s = integer;

那么，为什么编译器不能告诉我该代码中可能存在的下溢？

编译器：

Clang 3.7/4.0 (-Wall -Wextra) GCC 5.3/7.1.1 (-Wall -Wextra -pedantic) 微软 C/C++ 19.00.23506

【问题讨论】：

您希望得到什么警告？您在 if 语句中收到的警告是 有符号和无符号整数表达式之间的比较，这不是 unsigned int m = n - 1;

中发生的情况

您是否尝试过使用 GCC 的 -Wall 和 -Wextra 选项？

@Plouff：是的，我已经将 -Wall -Wextra 与 GCC 一起使用。

【参考方案1】：

原因是因为if (n > -1) 永远不会是假的，但unsigned int m = n - 1; 是您可能想要编写的实际合法表达式。从 5/9 开始，有很多关于如何让您的已签名无符号类型具有一致类型的规则，除了最终的默认条件外，所有这些规则都失败了

否则，两个操作数都应转换为无符号整数 type 对应于带符号整数的操作数的类型 输入。

由于无符号算术被明确定义为使用模运算，因此整个表达式是合法且定义明确的。他们可能还决定发出警告，但可能有足够多的遗留代码使用这样的技巧，这会导致太多误报。

【讨论】：

是否有免费的静态代码检查器会针对此类问题发出警告？

“遗留代码”：它确实不一定必须是遗留代码，这是用新代码编写的完全有效的东西。另一方面，将无符号类型用于 bigint 类型的代码（您想要回绕的地方）或位域通常是错误的。