(-2147483648> 0) trả về true trong C ++?

-2147483648 là số nguyên nhỏ nhất cho loại số nguyên có 32 bit, nhưng có vẻ như nó sẽ tràn vào if(...)câu:

if (-2147483648 > 0)
    std::cout << "true";
else
    std::cout << "false";

Điều này sẽ in truetrong thử nghiệm của tôi. Tuy nhiên, nếu chúng ta chuyển -2147483648 thành số nguyên, kết quả sẽ khác:

if (int(-2147483648) > 0)
    std::cout << "true";
else
    std::cout << "false";

Điều này sẽ in false.

Tôi bối rối. Bất cứ ai có thể đưa ra một lời giải thích về điều này?

Cập nhật ngày 02-05-2012:

Cảm ơn ý kiến ​​của bạn, trong trình biên dịch của tôi, kích thước của int là 4 byte. Tôi đang sử dụng VC cho một số thử nghiệm đơn giản. Tôi đã thay đổi mô tả trong câu hỏi của tôi.

Đó là rất nhiều câu trả lời rất hay trong bài đăng này, AndreyT đã đưa ra một lời giải thích rất chi tiết về cách trình biên dịch sẽ hành xử trên đầu vào như vậy và cách thức số nguyên tối thiểu này được thực hiện. Mặt khác, qPCR4vir đã đưa ra một số "sự tò mò" liên quan và cách thức số nguyên được biểu diễn. Thật ấn tượng!

-2147483648không phải là "số". Ngôn ngữ C ++ không hỗ trợ các giá trị theo nghĩa đen.

-2147483648thực sự là một biểu thức: một giá trị theo nghĩa đen 2147483648với toán tử đơn nguyên -ở phía trước nó. Giá trị 2147483648rõ ràng là quá lớn đối với mặt tích cực của intphạm vi trên nền tảng của bạn. Nếu loại long intcó phạm vi lớn hơn trên nền tảng của bạn, trình biên dịch sẽ phải tự động cho rằng 2147483648có long intloại. (Trong C ++ 11, trình biên dịch cũng sẽ phải xem xét long long intloại.) Điều này sẽ khiến trình biên dịch đánh giá -2147483648trong miền của loại lớn hơn và kết quả sẽ là âm, như người ta mong đợi.

Tuy nhiên, rõ ràng trong trường hợp của bạn, phạm vi của long intnó giống như phạm vi intvà nói chung, không có loại số nguyên nào có phạm vi lớn hơn inttrên nền tảng của bạn. Điều này chính thức có nghĩa là hằng số dương 2147483648tràn qua tất cả các loại số nguyên có sẵn, điều này có nghĩa là hành vi của chương trình của bạn không được xác định. (Một điều hơi lạ là đặc tả ngôn ngữ áp dụng cho hành vi không xác định trong các trường hợp như vậy, thay vì yêu cầu một thông báo chẩn đoán, nhưng đó là như vậy.)

Trong thực tế, có tính đến việc hành vi không được xác định, 2147483648có thể được hiểu là một số giá trị âm phụ thuộc vào việc thực hiện sẽ chuyển thành tích cực sau khi -áp dụng đơn phương cho nó. Ngoài ra, một số triển khai có thể quyết định thử sử dụng các loại không dấu để biểu thị giá trị (ví dụ: trong trình biên dịch C89 / 90 được yêu cầu sử dụng unsigned long int, nhưng không phải trong C99 hoặc C ++). Việc triển khai được phép làm bất cứ điều gì, vì dù sao hành vi không được xác định.

Là một lưu ý phụ, đây là lý do tại sao các hằng số như INT_MINthường được định nghĩa là

#define INT_MIN (-2147483647 - 1)

thay vì có vẻ đơn giản hơn

#define INT_MIN -2147483648

Thứ hai sẽ không hoạt động như dự định.

Trình biên dịch (VC2012) quảng bá đến các số nguyên "tối thiểu" có thể chứa các giá trị. Trong trường hợp đầu tiên, signed int(và long int) không thể (trước khi áp dụng dấu hiệu), nhưng unsigned intcó thể: 2147483648cóunsigned int ???? kiểu. Trong thứ hai, bạn lực lượng inttừ unsigned.

const bool i= (-2147483648 > 0) ;  //   --> true

cảnh báo C4146: toán tử trừ đơn nguyên áp dụng cho loại không dấu , kết quả vẫn chưa được ký

Dưới đây là những "sự tò mò" liên quan:

const bool b= (-2147483647      > 0) ; //  false
const bool i= (-2147483648      > 0) ; //  true : result still unsigned
const bool c= ( INT_MIN-1       > 0) ; //  true :'-' int constant overflow
const bool f= ( 2147483647      > 0) ; //  true
const bool g= ( 2147483648      > 0) ; //  true
const bool d= ( INT_MAX+1       > 0) ; //  false:'+' int constant overflow
const bool j= ( int(-2147483648)> 0) ; //  false : 
const bool h= ( int(2147483648) > 0) ; //  false
const bool m= (-2147483648L     > 0) ; //  true 
const bool o= (-2147483648LL    > 0) ; //  false

Tiêu chuẩn C ++ 11 :

2.14.2 Số nguyên chữ [lex.icon]

Giáo dục

Một số nguyên là một chuỗi các chữ số không có phần dấu chấm hoặc số mũ. Một số nguyên có thể có một tiền tố chỉ định cơ sở của nó và một hậu tố chỉ định loại của nó.

Giáo dục

Kiểu của một số nguyên là đầu tiên của danh sách tương ứng trong đó giá trị của nó có thể được biểu diễn.

Nếu một số nguyên không thể được đại diện bởi bất kỳ loại nào trong danh sách của nó và một loại số nguyên mở rộng (3.9.1) có thể đại diện cho giá trị của nó, thì nó có thể có loại số nguyên mở rộng đó. Nếu tất cả các loại trong danh sách cho chữ được ký, loại số nguyên mở rộng sẽ được ký. Nếu tất cả các loại trong danh sách cho chữ đều không được ký thì loại số nguyên mở rộng sẽ không được ký. Nếu danh sách chứa cả loại đã ký và loại không dấu, loại số nguyên mở rộng có thể được ký hoặc không dấu. Một chương trình không được định dạng nếu một trong các đơn vị dịch của nó chứa một số nguyên không thể biểu thị bằng bất kỳ loại được phép nào.

Và đây là các quy tắc khuyến mãi cho số nguyên trong tiêu chuẩn.

4.5 Chương trình khuyến mãi tích hợp [conv.prom]

Một prvalue của một kiểu số nguyên khác hơn bool, char16_t, char32_t, hoặc wchar_tcó số nguyên chuyển đổi cấp bậc (4.13) là thấp hơn cấp bậc int có thể được chuyển đổi sang một prvalue loại intnếu intcó thể đại diện cho tất cả các giá trị của các loại nguồn; mặt khác, giá trị nguồn có thể được chuyển đổi thành giá trị loại unsigned int.

Trong ngắn, 2147483648tràn đến -2147483648, và (-(-2147483648) > 0)là true.

Đây là cách 2147483648trông giống như trong nhị phân.

Ngoài ra, trong trường hợp tính toán nhị phân đã ký, bit quan trọng nhất ("MSB") là bit dấu. Câu hỏi này có thể giúp giải thích tại sao.

Bởi vì -2147483648thực sự 2147483648với phủ định ( -) được áp dụng cho nó, con số không như bạn mong đợi. Nó thực sự tương đương với mã giả này:operator -(2147483648)

Bây giờ, giả sử trình biên dịch của bạn sizeof(int)bằng 4và CHAR_BITđược định nghĩa là 8, điều đó sẽ làm 2147483648tràn giá trị đã ký tối đa của một số nguyên ( 2147483647). Vì vậy, tối đa cộng một là gì? Hãy làm việc với số nguyên khen 4 bit, 2 giây.

Chờ đợi! 8 tràn số nguyên! Chúng ta làm gì? Sử dụng biểu diễn không dấu của nó 1000và diễn giải các bit như một số nguyên đã ký. Đại diện này cho chúng ta -8áp dụng phủ định bổ sung 2s dẫn đến 8, như chúng ta đều biết, lớn hơn 0.

Đây là lý do tại sao <limits.h>(và <climits>) thường định nghĩa INT_MINlà ((-2147483647) - 1)- để số nguyên được ký tối đa ( 0x7FFFFFFF) bị phủ định ( 0x80000001), sau đó giảm ( 0x80000000).