C++14无符号整数溢出的进一步理解

Question

为什么 following code 对于 uint8_t 的情况会失败？

#include <iostream>
#include <cstdint>
#include <stack>

template <typename TT>
void PrintNumberScientificNotation (TT number) {
  constexpr TT             kBase{10};          // Base of the numerical system.
            TT             xx{number};         // Number to convert.
            TT             exponent{};         // Exponent.
            std::stack<TT> fractional_part{};  // Values in the fractional part.

  do {
    fractional_part.push(xx%kBase);
    xx /= kBase;
    exponent++;
  } while (xx > kBase);

  std::cout << xx << '.';
  while (!fractional_part.empty()) {
    std::cout << fractional_part.top();
    fractional_part.pop();
  }
  std::cout << " x 10^" << exponent << std::endl;
}

int main () {
  uint8_t number_1{255};
  PrintNumberScientificNotation(number_1);  // Does not work.
  uint16_t number_2{255};
  PrintNumberScientificNotation(number_2);  // Works.
  uint16_t number_3{65'535};
  PrintNumberScientificNotation(number_3);  // Works.
  uint32_t number_4{4'294'967'295};
  PrintNumberScientificNotation(number_4);  // Works.
  uint64_t number_5{18'446'744'073'709'551'615};
  PrintNumberScientificNotation(number_5);  // Works.
}

执行：http://cpp.sh/8c72o

输出：

. x 10^
2.55 x 10^2
6.5535 x 10^4
4.294967295 x 10^9
1.8446744073709551615 x 10^19

据我了解，uint8_t 能够表示不超过 255 的无符号整数 (UINT8_MAX)。为什么我可以代表所有其他表示的最大值？

Answer 1

uint8_t 被视为字符，因此它将使用 ASCII 代码打印字符。在打印之前，您必须将 uint8_t 值转换为无符号值，如下所示：

uint8_t number_1{255};
PrintNumberScientificNotation(unsigned(number_1));

Answer 2

您的代码的数学部分没问题，打印有问题。

如果您使用 cout 代替 uint_t，它会将 uint_t 解释为字符代码。那是因为 uint_t 是 unsigned char 的类型别名。

一个可能的解决方法是显式转换为整数：

  std::cout << unsigned(xx) << '.';
  while (!fractional_part.empty()) {
    std::cout << unsigned(fractional_part.top());
    fractional_part.pop();
  }
  std::cout << " x 10^" << unsigned(exponent) << std::endl;

C++14无符号整数溢出的进一步理解

Further understanding of unsigned integer overflow in C++14

c++

integer-overflow

unsigned-integer

c++14