(-2147483648> 0) zwraca true w C ++?

-2147483648 jest najmniejszą liczbą całkowitą dla typu liczb całkowitych z 32 bitami, ale wydaje się, że przepełni się w if(...)zdaniu:

if (-2147483648 > 0)
    std::cout << "true";
else
    std::cout << "false";

Zostanie to wydrukowane truepodczas moich testów. Jeśli jednak użyjemy -2147483648 na liczbę całkowitą, wynik będzie inny:

if (int(-2147483648) > 0)
    std::cout << "true";
else
    std::cout << "false";

To zostanie wydrukowane false.

Jestem zmieszany. Czy ktoś może wyjaśnić to?

Aktualizacja 02-05-2012:

Dzięki za komentarze, w moim kompilatorze rozmiar int to 4 bajty. Używam VC do prostych testów. Zmieniłem opis w moim pytaniu.

To wiele bardzo dobrych odpowiedzi w tym poście, AndreyT udzielił bardzo szczegółowego wyjaśnienia, w jaki sposób kompilator będzie zachowywał się na takich danych wejściowych i jak zaimplementowano tę minimalną liczbę całkowitą. Z drugiej strony qPCR4vir dał pewne powiązane „osobliwości” i sposób reprezentowania liczby całkowitej. Tak imponujące!

-2147483648nie jest „liczbą”. Język C ++ nie obsługuje ujemnych wartości literałów.

-2147483648jest właściwie wyrażeniem: dodatnią wartością dosłowną 2147483648z jednoznacznym -operatorem przed nim. Wartość 2147483648jest najwyraźniej za duża dla pozytywnej strony intzasięgu na twojej platformie. Gdyby typ long intmiał większy zasięg na twojej platformie, kompilator musiałby automatycznie założyć, że 2147483648ma on long inttyp. (W C ++ 11 kompilator musiałby również wziąć pod uwagę long long inttyp.) Sprawiłoby to, że kompilator oceniałby -2147483648w domenie większego typu, a wynik byłby ujemny, jak można by się spodziewać.

Jednak najwyraźniej w twoim przypadku zasięg long intjest taki sam jak zasięg inti ogólnie nie ma typu całkowitego o większym zasięgu niż intna twojej platformie. To formalnie oznacza, że ​​dodatnia stała 2147483648przepełnia wszystkie dostępne typy liczb całkowitych ze znakiem, co z kolei oznacza, że ​​zachowanie twojego programu jest niezdefiniowane. (To trochę dziwne, że specyfikacja języka wybiera w takich przypadkach niezdefiniowane zachowanie, zamiast wymagać komunikatu diagnostycznego, ale tak właśnie jest.)

W praktyce, biorąc pod uwagę, że zachowanie jest niezdefiniowane, 2147483648może zostać zinterpretowane jako pewna ujemna wartość zależna od implementacji, która zmienia się w dodatnią po -zastosowaniu do niej jednostronnej wartości . Alternatywnie, niektóre implementacje mogą podjąć decyzję o próbie użycia niepodpisanych typów do przedstawienia wartości (na przykład w kompilatorach C89 / 90 było to wymagane unsigned long int, ale nie w C99 lub C ++). Implementacje mogą robić wszystko, ponieważ i tak zachowanie jest niezdefiniowane.

Na marginesie, jest to powód, dla którego stałe takie INT_MINsą zwykle definiowane jako

#define INT_MIN (-2147483647 - 1)

zamiast pozornie prostszego

#define INT_MIN -2147483648

Ten ostatni nie działałby zgodnie z przeznaczeniem.

Kompilator (VC2012) promuje do „minimalnych” liczb całkowitych, które mogą przechowywać wartości. W pierwszym przypadku signed int(i long int) nie może (przed zastosowaniem znaku), ale unsigned intmoże: 2147483648maunsigned int ???? rodzaj. W drugiej wymuszasz intz unsigned.

const bool i= (-2147483648 > 0) ;  //   --> true

ostrzeżenie C4146: operator jednoargumentowy minus zastosowany do typu niepodpisanego , wynik wciąż niepodpisany

Oto powiązane „osobliwości”:

const bool b= (-2147483647      > 0) ; //  false
const bool i= (-2147483648      > 0) ; //  true : result still unsigned
const bool c= ( INT_MIN-1       > 0) ; //  true :'-' int constant overflow
const bool f= ( 2147483647      > 0) ; //  true
const bool g= ( 2147483648      > 0) ; //  true
const bool d= ( INT_MAX+1       > 0) ; //  false:'+' int constant overflow
const bool j= ( int(-2147483648)> 0) ; //  false : 
const bool h= ( int(2147483648) > 0) ; //  false
const bool m= (-2147483648L     > 0) ; //  true 
const bool o= (-2147483648LL    > 0) ; //  false

Standard C ++ 11 :

2.14.2 Literały całkowite [lex.icon]

…

Literał całkowity to ciąg cyfr, który nie ma kropki ani wykładnika. Literał całkowity może mieć prefiks określający jego podstawę i sufiks określający jego typ.

…

Typ literału liczb całkowitych jest pierwszym z odpowiedniej listy, na której można przedstawić jego wartość.

Jeśli literału liczb całkowitych nie można przedstawić żadnym typem na liście, a rozszerzony typ liczb całkowitych (3.9.1) może reprezentować jego wartość, może mieć ten rozszerzony typ liczb całkowitych. Jeżeli wszystkie typy literału z listy są podpisane, należy podpisać rozszerzony typ liczb całkowitych. Jeżeli wszystkie typy literału na liście są niepodpisane, rozszerzona liczba całkowita nie będzie podpisana. Jeśli lista zawiera zarówno podpisane, jak i niepodpisane typy, rozszerzona liczba całkowita może być podpisana lub niepodpisana. Program jest źle sformułowany, jeśli jedna z jego jednostek tłumaczeniowych zawiera literał całkowity, którego nie może reprezentować żaden z dozwolonych typów.

I to są zasady promocji dla liczb całkowitych w standardzie.

4.5 Promocje integralne [conv.prom]

Prvalue od typu całkowitych innych niż bool, char16_t, char32_tlub wchar_tktórej całkowita konwersja stopień (4,13) jest mniejszy niż stopień Int można przekształcić do prvalue typu intczy intmoże oznaczać wszystkie wartości typu źródłowego; w przeciwnym razie wartość źródłowa może zostać przekonwertowana na wartość typu unsigned int.

Krótko mówiąc, 2147483648przepełnia się -2147483648i (-(-2147483648) > 0)jest true.

Tak to 2147483648wygląda w systemie binarnym.

Ponadto w przypadku podpisanych obliczeń binarnych najbardziej znaczącym bitem („MSB”) jest bit znaku. To pytanie może pomóc wyjaśnić dlaczego.

Ponieważ w -2147483648rzeczywistości zastosowano do niego 2147483648negację ( -), liczba nie jest taka, jak można się spodziewać. W rzeczywistości jest to odpowiednik tego pseudokodu:operator -(2147483648)

Teraz, zakładając, że twój kompilator ma wartość sizeof(int)równą 4i CHAR_BITjest zdefiniowany jako 8, to spowoduje, że 2147483648przepełnienie będzie maksymalną podpisaną wartością liczby całkowitej ( 2147483647). Więc jaka jest maksymalna plus jedna? Pozwala to sprawdzić z 4-bitową liczbą całkowitą komplement 2s.

Czekać! 8 przepełnia liczbę całkowitą! Co robimy? Użyj jego niepodpisanej reprezentacji 1000i interpretuj bity jako liczbę całkowitą ze znakiem. Ta reprezentacja pozostawia nam -8zastosowanie negacji dopełniacza 2s 8, co, jak wszyscy wiemy, jest większe niż 0.

Właśnie dlatego <limits.h>(i <climits>) zwykle definiuje się INT_MINjako ((-2147483647) - 1)- tak, że maksymalna liczba całkowita ze znakiem ( 0x7FFFFFFF) jest negowana ( 0x80000001), a następnie zmniejszana ( 0x80000000).