c - += uint16_t 的运算符将分配的值提升为 int 并且不会编译

Question

这对我来说是一个真正的 WTF，看起来像是 GCC 中的一个错误，但我想让社区看看并找到适合我的解决方案。

这是我能收集到的最简单的程序:

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

int main(void)
{
 uint16_t i = 1;
 uint16_t j = 2;
 i += j;
 return i;
}

我正在尝试使用 -Werror=conversion 标志在 GCC 上编译它，我的大部分代码都在使用它。

结果如下:

.code.tio.c: In function ‘main’:
.code.tio.c:9:7: error: conversion to ‘uint16_t {aka short unsigned int}’ from ‘int’ may alter its value [-Werror=conversion]
  i += j;

这段代码会发生同样的错误:

uint16_t i = 1;
i += ((uint16_t)3);

错误是

.code.tio.c: In function ‘main’:
.code.tio.c:7:7: error: conversion to ‘uint16_t {aka short unsigned int}’ from ‘int’ may alter its value [-Werror=conversion]
  i += ((uint16_t)3);
       ^

需要说明的是，这里的错误是在 += 运算符上，而不是在强制转换上。

看起来 += 和 uint16_t 的运算符重载搞砸了。还是我在这里遗漏了一些微妙的东西？

供您使用:MCVE

编辑:一些相同的:

.code.tio.c:8:6: error: conversion to ‘uint16_t {aka short unsigned int}’ from ‘int’ may alter its value [-Werror=conversion]
  i = i + ((uint16_t)3);

但是 i = (uint16_t)(i +3); 至少可以工作...

Answer 1

隐式转换的原因是由于 += 的等价性运算符 =和 + .

来自 C standard 的第 6.5.16.2 节:

3 A compound assignment of the form E1 op= E2 is equivalent to the simple assignment expression E1 = E1 op (E2), except that the lvalue E1 is evaluated only once, and with respect to an indeterminately-sequenced function call, the operation of a compound assignment is a single evaluation

所以这样:

i += ((uint16_t)3);

相当于:

i = i + ((uint16_t)3);

在此表达式中，+ 的操作数运算符被提升为 int ，那int被分配回 uint16_t .

第 6.3.1.1 节详细说明了这样做的原因:

2 The following may be used in an expression wherever an int or unsigned int may be used:

• An object or expression with an integer type (other than int or unsigned int) whose integer conversion rank is less than or equal to the rank of int and unsigned int.
• A bit-field of type _Bool, int, signed int, or unsigned int.

If an int can represent all values of the original type (as restricted by the width, for a bit-field), the value is converted to an int; otherwise, it is converted to an unsigned int. These are called the integer promotions. All other types are unchanged by the integer promotions.

因为 uint16_t (又名 unsigned short int )的排名低于 int ，当用作 + 的操作数时，这些值会被提升.

您可以通过分解 += 来解决这个问题运算符(operator)和类型转换右侧。此外，由于提升，对值 3 的强制转换没有任何效果，因此可以将其删除:

i =  (uint16_t)(i + 3);

但是请注意，此操作可能会溢出，这是在没有转换时发出警告的原因之一。例如，如果 i值为 65535，则为 i + 3类型为 int和值 65538。当结果返回到 uint16_t 时，从该值中减去值 65536 得到值 2，然后将其分配回 i .

这种行为在这种情况下得到了很好的定义，因为目标类型是无符号的。如果目标类型已签名，则结果将由实现定义。