c++ - 在这些情况下，C++ 编译器如何进行隐式类型转换？

Question

今天解决一个错误，我们意识到我们被隐式类型转换所困扰。

int64_t 结果 = intA * intB;

在 intA 和 intB 都是正 int 的情况下，它们会在值 > 2^31 时溢出。

我预计以下代码会出现类似的问题:

int64_t 结果 = (intA * intB) - int64A

但在实践中似乎我们没有溢出 intA * intB 的结果。

是吗？如果是这样，为什么？我通读了一些 C++ 的隐式类型转换规则，试图了解是否可能是因为 int64A 操作数是 64 位，但找不到任何结论。

Answer 1

我在这里假设 32 位 int。

C++ 通过添加用户定义的转换使这变得复杂，但我们假设此处不考虑用户定义的转换。

对于整数的大多数算术运算(例如，不是移位)，您会得到以下转换(这是来自内存...):

• 如果每个操作数比int窄¹，则将其转换为int，并且可以表示其类型的所有值通过int。

• 如果每个操作数比 unsigned 窄，则将其转换为 unsigned。

• 然后将每个操作数转换为两种操作数类型中较宽的类型(如果其中一种类型更宽)。

• 如果它们的宽度相同，但有一个是无符号的，则选择无符号类型。

前两步称为“整数提升”，后两步是“普通算术转换”的一部分。

所以，如果你想做 64 位乘法，

int x, y;
// Always done with int
int r = x * y; // 32-bit
// These are always done with int64_t
int64_t r = (int64_t)x * y;
int64_t r = x * (int64_t)y;
int64_t r = (int64_t)x * (int64_t)y;
// This is a 32-bit multiplication, you probably don't want this...
// The RESULT is converted to 64 bit
int64_t r = x * y; // 32-bit
// Same thing...
int64_t r = (int64_t)(x * y); // 32-bit

减法发生在乘法结果上，所以如果乘法结果是 64 位，那么减法将用 64 位完成。

但是:一旦您用有符号整数算法溢出，结果是未定义的!这意味着如果 x * y 溢出，编译器可以为所欲为。也许它会为您提供 64 位结果。也许它崩溃了。也许它会格式化您的硬盘。也许在您的程序中有些事情表现得很奇怪。

在实践中，这是“有限的未定义行为”，因此它可能只会让您挠头并咒骂，而不是让您的程序彻底崩溃。

---

¹:“更窄”在技术上不是标准中使用的术语。