c++ - 是否保证 std::char_traits::to_int_type(c) == static_cast(c)？

Question

问题How to use correctly the return value from std::cin.get() and std::cin.peek() ?让我想知道是否可以保证

std::char_traits<char>::to_int_type(c) == static_cast<int>(c)

对于所有有效 char值 c .

这出现在很多地方。例如， istream::peek电话 streambuf::sgetc , 使用 to_int_type转换 char值(value)成 int_type .现在， std::cin.peek() == '\n'真正的意思是下一个字符是 \n ?

这是我的分析。让我们从 [char.traits.require] 收集碎片和 [char.traits.specializations.char] :

每 int值(value) e , to_char_type(e)返回

c , 如果 ​eq_­int_­type(e, ​to_­int_­type(c))一些 c ;

否则一些未指定的值。

每双 int值 e和 f , eq_­int_­type(e, f)返回

eq(c, d) , 如果 e == to_int_type(c)和 f == to_int_type(d)一些 c和 d ;

true , 如果 e == eof()和 f == eof() ;

false , 如果 e == eof()异或f == eof() ;

否则未指定。

eof()返回值 e使得 !eq_int_type(e, to_int_type(c))所有 c .

eq(c, d)伊夫(unsigned char) c == (unsigned char) d .

现在，考虑这个假设的实现:(语法简化)

//          char: [-128, 127]
// unsigned char: [0, 255]
//           int: [-2^31, 2^31-1]

#define EOF INT_MIN

char to_char_type(int e) {
    return char(e - 1);
}

int to_int_type(char c) {
    return int(c) + 1;
}

bool eq(char c, char d) {
    return c == d;
}

bool eq_int_type(int c, int d) {
    return c == d;
}

int eof() {
    return EOF;
}

注意

(属性 1)从 unsigned char 的转换至 int是保值的；

(属性 2)从 char 的转换至 unsigned char是双射的。

现在让我们验证需求:

每 int值(value) e , 如果 ​eq_­int_­type(e, ​to_­int_­type(c))一些 c ，然后 e == int(c) + 1 .因此，to_char_type(e) == char(int(c)) == c .

每双 int值 e和 f , 如果 e == to_int_type(c)和 f == to_int_type(d)一些 c和 d ，然后 eq_int_type(e, f)伊夫int(c) + 1 == int(d) + 1伊夫c == d (按属性 1)。 EOF 案例也很容易验证。

每 char值(value) c , int(c) >= -128 ，所以 int(c) + 1 != EOF .因此，!eq_int_type(eof(), to_int_type(c)) .

每双 char值 c和 d , eq(c, d)伊夫(unsigned char) c == (unsigned char d) (按属性 2)。

这是否意味着此实现符合要求，因此 std::cin.peek() == '\n'不做它应该做的事？我在分析中遗漏了什么吗？

Answer 1

Does that mean this implementation is conforming, and therefore std::cin.peek() == '\n' does not do what it is supposed to do?

我同意你的分析。这不能保证。
看来您必须使用 eq_­int_­type(std::cin.peek(), ​to_­int_­type('\n'))以保证正确的结果。

附言您的 ​to_­char_­type(EOF)由于 INT_MIN - 1 中的签名溢出，具有未定义的行为.当然，在这种情况下未指定该值，但您仍然不能拥有 UB。这将是有效的:

char to_char_type(int e) {
    return e == EOF
         ? 0 // doesn't matter
         : char(e - 1);
}

to_int_type将在 int 和 char 大小相同的系统上使用 UB，以防 c == INT_MAX ，但您已经排除了那些具有假设大小的系统。