同时转换 bitwidth 和 signed/unsigned，哪个转换先执行？

Question

考虑以下代码：

int32_t x = -2;
cout << uint64_t(x) << endl;

第二行中的转换基本上包含两个原子步骤。位宽从 32 位增加到 64 位，解释从有符号变为无符号。如果用 g++ 编译并执行，则得到 18446744073709551614。这表明首先处理位宽的增加（作为带符号的扩展），然后更改 signed/unsigned 解释，即上面的代码等同于编写:

int32_t x = -2;
cout << uint64_t(int64_t(x)) << endl;

让我感到困惑的是，也可以先将 x 解释为无符号的 32 位位向量，然后将其零扩展为 64 位，即

int32_t x = -2;
cout << uint64_t(uint32_t(x)) << endl;

这将产生 4294967294。有人可以确认 g++ 的行为是标准所要求的并且没有定义实现吗？如果您能向我推荐标准中实际涉及手头问题的规范，我将非常兴奋。我也尝试过，但惨遭失败。

提前致谢！

Answer 1

您正在查找标准第 4.7 节。特别是，第 2 段说：

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).

在给定的示例中，我们有 18446744073709551614 = -2 mod 2⁶⁴.

Answer 2

正如@aschepler 所说，标准 4.7 §2（ 整数转换 ）确保结果将是 与源一致的最小无符号整数整数（模 2n，其中 n 是用于表示无符号类型的位数）

所以在你的情况下，它将是 0xFFFFFFFFFFFFFFFE == 18446744073709551614

但这是标准规定的一步转换（编译器实际做的超出范围）

如果您想先无符号转换为 uint32_t，然后再转换为 uint64_t，您必须指定 2 个转换：static_cast<uint64_t>(static_cast<uint32_t>(-2))

根据 4.7 §2，首先将给出 0xFFFFFFFE = 4294967294，但由于此数字已经是有效的 uint64_t，因此第二次转换时未更改。

您所观察到的是标准所要求的，并且在任何符合标准的编译器上都可以观察到（前提是定义了 uint32_t 和 uint64_t，因为 这部分 不需要...)

Answer 3

这是一个老问题，但我最近遇到了这个问题。我正在使用 char，它恰好在我的计算机中签名。我想将两个值乘以

char a, b;
uint16 ans = uint16(a) * uint16(b);

但是，因为转换，当a < 0时，答案是错误的。

由于char的符号是implementation-dependent，也许我们应该尽可能使用uint8而不是char。

同时转换 bitwidth 和 signed/unsigned，哪个转换先执行？

Casting both bitwidth and signed/unsigned, which conversion is executed first?

c++

int

casting