C++为什么不要=通过使用无符号类型避免负值

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ES.106:不要试图通过使用无符号类型避免负值

Reason（原因）

选择无符号数意味着修改整数的很多无用行为（如含按模运算），这会抑制溢出关联的警告信息，为有符号/无符号数混合计算相关的错误打开了大门。使用无符号数不会真的消除负值的可能性。

Example（示例）

unsigned int u1 = -2;   // Valid: the value of u1 is 4294967294
int i1 = -2;
unsigned int u2 = i1;   // Valid: the value of u2 is 4294967294
int i2 = u2;            // Valid: the value of i2 is -2

在实际的代码中，这些（完全合法的）构造中的隐含的问题很难发现，会带来很多现实世界中的错误。考虑下面的代码：

unsigned area(unsigned height, unsigned width) { return height*width; } // [see also](#Ri-expects)
// ...
int height;
cin >> height;
auto a = area(height, 2);   // if the input is -2 a becomes 4294967292

记住当-1赋给一个无符号整数时，会变成一个最大的无符号整数。同时，由于无符号数学运算是按模运算，乘法运算不会溢出，而是发生回绕。

Example（示例）

unsigned max = 100000;    // "accidental typo", I mean to say 10'000
unsigned short x = 100;
while (x < max) x += 100; // infinite loop

如果x是一个有符号短整数，我们会收到一个由于溢出而导致无定义行为的警告。

Alternatives（其他选项）

• use signed integers and check for x >= 0

• 使用有符号整数并检查x是否大于0

• use a positive integer type

• 使用一个正整数类型

• use an integer subrange type

• 使用值域限定的整数类型

• Assert(-1 < x)

• 使用断言检查（-1

For example（示例）

struct Positive {
   int val;
   Positive(int x) :val{x} { Assert(0 < x); }
   operator int() { return val; }
};

int f(Positive arg) { return arg; }

int r1 = f(2);
int r2 = f(-2);  // throws

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新闻名称：C++为什么不要=通过使用无符号类型避免负值
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