c - 如何正确地将负数添加到 size_t

Question

我想在我的列表实现中支持负索引，我想处理这个问题的方式(我知道可能有更好的方法来处理负索引)是通过将负值添加到列表中的元素总数。

所以如果我的列表中有 12 个元素，并且我要求索引 -5，我会做 12 + (-5) = 7 所以我将用来检索的真实索引该元素将为 7。

我假设一些类型转换是所有必要的，我可能会尝试一堆类型，如 ptrdiff_t 等等——但我想学习如何确定哪种类型是转换的正确选择。

// the size of the list (normally something like list->num_nodes)
size_t list_size = 12;

// the int32_t is the index argument given to an indexing function
int32_t index = -5;

// the size_t is the real index that can be passed to my internal
// indexing function that will walk from either list head or tail
// depending on whether the index is closer to start or end.
size_t real_index = 0;

// if the index is less than 0 I want to add it to the list size
// to effectively subtract, otherwise just assign it
if (index < 0) {
    real_index = (list_size + index); // << warning here
} else {
    real_index = (size_t)index;
}

然而，将 int32_t 索引添加到 size_t list_size 会导致 gcc 警告:

warning: conversion to ‘long unsigned int’ from ‘int32_t {aka int}’ may change the sign of the result [-Wsign-conversion]

解决将负 int32_t 添加到像 size_t 这样的无符号值的问题的正确方法是什么？我认为这是一个简单的答案，比如转换为处理 size_t 和 int32_t 的更大类型(int64_t？ptrdiff_t？)......但是你如何确定要转换到哪个类型是正确的(如果这是正确的解决方案)？

Answer 1

您可以转换 int32_t至 size_t并添加它。算法将正常工作；添加已转换为无符号值的负值的结果将导致无符号值减去原始负值。

无符号数的算术以 M 为模运算，其中 M 比最大可表示值多一(例如 256 表示 8 位 unsigned char，其最大值是 255)。这包括转化。因此，如果我们有一个无符号 a 和一个有符号负数 b，将 b 转换为无符号类型会产生 M + b(注意，由于 b 是负数，M + b 小于 M )。然后添加 a 在数学上是 a + M + b，其中模 M , 是 a + b。