C++11 标准是不是保证零值有符号整数的一元减号为零？

Posted 2023-02-25

【中文标题】C++11 标准是不是保证零值有符号整数的一元减号为零？

【英文标题】：Does the C++11 standard guarantee that the unary minus of a zero-valued signed integer is zero?C++11 标准是否保证零值有符号整数的一元减号为零？

【发布时间】：2020-05-01 17:54:06

【问题描述】：

C++11 标准是否保证零值有符号整数的一元减号为零？

例如：

int zero = 0;
int n = -zero;
int m = -0;
assert(memcmp(&n, &zero, sizeof(int)) == 0);
assert(memcmp(&m, &zero, sizeof(int)) == 0);

我知道 -0 和 0 在二进制补码表示中是相同的，但我想知道标准是否允许有符号整数零的否定对于其他表示为负零，例如一个恭维或符号量级。

我在 C++11 草案中只能找到 §5.3.1 第 8 段：

一元运算符的操作数应具有算术或无作用域 枚举类型和结果是其操作数的否定。 对整数或枚举操作数执行整数提升。 无符号量的负数是通过减去它的 来自 2^n 的值，其中 n 是提升的操作数中的位数。 结果的类型是提升操作数的类型。

我在草稿中找不到否定的定义。

动机：我正在为一个库编写一个专门的整数解析器（最终可能是开源的），我想知道我是否应该担心"-0" 的可能性在不常见的架构上被解释为负零有符号整数。

注意：我已经知道负零浮点数。

【问题讨论】：

-0 在汇编中不存在，一旦设置了有符号位，x86/x64 中就没有零值。无论如何，好问题。

我不知道zero是否根据规范被视为“无符号数量”，即使zero的数据类型是有符号的。

在 C++ 级别可能会定义它，但如何实现呢？您发布的代码将在程序集生成中将 0 和 -0 设置为相同的值。在机器级别没有-0。

任何在底层使用二进制补码的系统都没有内部方法来表示负零，最后我听说二进制补码无处不在，几乎是普遍的。

C 标准指定了一组有限的操作，可能产生负零。一元 - 不在该集合中。 （请参阅n1570 6.2.6.2 第 3 段。）我在 C++11 标准中看不到任何类似的措辞。在 C 中，负零 是一种表示，而不是一个值，它与普通零比较。 （当然它不存在于 2 的补码中。）

【参考方案1】：

该标准不强制要求整数的位模式，因为它旨在适用于尽可能广泛的机器。 C++ 编译器完全可以使用补码，其中零和负零是不同的。

【讨论】：

这将需要重新定义所有的数学，这是不可能的（而且没用的）。

@MichaelChourdakis 我不明白为什么会这样。我使用了一个补码处理器，我向你保证数学不是不可能的。

例如，您会破坏所有 1-1 函数，因为一个 y 会有两个 x。

@MarkRansom 我了解该标准不强制要求位模式，但它可以强制要求算术表达式的结果。我对标准语不够精通，无法知道后者是否属实。

我的理解是C++20 will mandate two's complement signed integers（C2x 也可能如此）。当然，这个问题是专门针对 C++11 的。