c++ - 如何在 size_t 上使用余数运算符获得负余数？

Question

考虑以下代码示例:

#include <iostream>
#include <string>

int main()
{
    std::string str("someString"); // length 10
    int num = -11;
    std::cout << num % str.length() << std::endl;
}

在 http://cpp.sh 上运行此代码，结果我得到了 5，而我期望它是 -1。

我知道发生这种情况是因为 str.length() 的类型是 size_t，它是一个依赖于无符号的实现，并且因为发生了隐式类型转换导致 num 从 signed int 转换为无符号 size_t 的二元运算符(更多 here )；这会导致负值变为正值并弄乱运算结果。

可以考虑通过显式转换为 int 来解决这个问题:

num % (int)str.length()

这可能有效，但不能保证，例如在长度大于 int 的最大值的字符串的情况下。可以使用更大的类型来降低风险，例如 long long，但是如果 size_t 是 unsigned long long 怎么办？同样的问题。

您将如何以可移植且稳健的方式解决这个问题？

Answer 1

自 C++11 起，您只需将 length 的结果转换为 std::string::difference_type。

要解决“但是如果尺寸太大怎么办？”:

这不会发生在 64 位平台上，即使您在较小的平台上也是如此:您最后一次实际拥有一个字符串占用超过总 RAM 一半的时间是什么时候？除非你正在做非常具体的事情(你会知道)，否则使用 difference_type 就可以了；停止与鬼魂战斗。

或者，只需使用 int64_t，这当然足够大了。 (虽然在某些 32 位处理器上循环一个可能比 int32_t 慢，但我不知道。不过对于那个单模运算来说无关紧要。)

(有趣的事实:甚至一些杰出的委员会成员也认为在标准库中乱放无符号类型是错误的，引用资料请参见 this panel在 9:50、42:40、1:02:50 )

C++11 之前，具有负值的 % 符号是实现定义的，对于定义明确的行为，请使用 std::div加上上面描述的 Actor 之一。