c++ - 为什么 static_cast 对表达式进行分配？

Question

我需要取 2 个无符号 8 位值并将它们相减，然后将此值添加到 32 位累加器。 8 位减法可能会下溢，这没关系(unsigned int 下溢是定义的行为，所以没有问题)。

我希望 static_cast<uint32_t>(foo - bar)应该做我想做的事(其中 foo 和 bar 都是 uint8_t )。但看起来这会先转换它们，然后然后执行 32 位减法，而我需要它作为 8 位变量下溢。我知道我可以只修改 256，但我想弄清楚为什么它以这种方式工作。

此处示例:https://ideone.com/TwOmTO

uint8_t foo = 5;
uint8_t bar = 250;

uint8_t diff8bit = foo - bar;
uint32_t diff1 = static_cast<uint32_t>(diff8bit);

uint32_t diff2 = static_cast<uint32_t>(foo) - static_cast<uint32_t>(bar);

uint32_t diff3 = static_cast<uint32_t>(foo - bar);

printf("diff1 = %u\n", diff1);
printf("diff2 = %u\n", diff2);
printf("diff3 = %u\n", diff3);

输出:

diff1 = 11
diff2 = 4294967051
diff3 = 4294967051

我会怀疑 diff3将具有与 diff1 相同的行为, 但它实际上与 diff2 相同.

那么为什么会这样呢？据我所知，编译器应该减去两个 8 位值，然后转换为 32 位值，但事实显然不是这样。这与 static_cast 的规范有关吗？对表达式的行为？

Answer 1

对于大多数算术运算符(包括 -)，操作数会进行通常的算术转换。其中一个转换是将类型比 int 窄的任何值提升为 int。 (标准引用:[expr]/10)。

所以表达式 foo - bar 变成 (int)foo - (int)bar 给出 (int)-245。然后将其转换为 uint32_t，这将给出一个大的正数。

要获得您想要的结果，请转换为 uint8_t 而不是 uint32_t。或者，对转换为 uint32_t 的结果使用模数运算符 %。

无法以比 int 更窄的精度直接进行计算