如何避免 C 中的整数提升？

Question

不清楚如何使用宽字符在 C 中编写可移植代码 API。考虑这个例子：

#include <locale.h>
#include <wchar.h>
#include <wctype.h>
int main(void)
{
  setlocale(LC_CTYPE, "C.UTF-8");
  wchar_t wc = L'ÿ';
  if (iswlower(wc)) return 0;
  return 1;
}

使用 -Wconversion 选项使用 gcc-6.3.0 编译它会给出此警告：

test.c: In function 'main':
test.c:9:16: warning: conversion to 'wint_t {aka unsigned int}' from 'wchar_t {aka int}' may change the sign of the result [-Wsign-conversion]
if (iswlower(wc)) return 0;
             ^

为了消除这个警告，我们转换为 (wint_t)，就像 iswlower((wint_t)wc)，但这是不可移植的。下面的例子演示了为什么它不可移植。

#include <stdio.h>

/* this is our hypothetical implementation */
typedef signed int wint_t;
typedef signed short wchar_t;
#define WEOF ((wint_t)0xffffffff)

void f(wint_t wc)
{
    if (wc==WEOF)
      printf("BUG. Valid character recognized as WEOF. This is due to integer promotion. How to avoid it?\n");
}
int main(void)
{
    wchar_t wc = (wchar_t)0xffff;
    f((wint_t)wc);
    return 0;
}

我的问题是：如何使这个示例可移植，同时避免 gcc 警告。

Answer 1

为简单起见，我假设我正在讨论的 platform/implementation 具有以下特征：

二进制补码整数类型
int是32位
short是16位

我也将使用 C99 作为参考，因为它是我打开的。

标准规定以下关于这些 types/macros 必须为真：

wint_t 必须至少有一个值不对应于扩展字符集 (7.24.1/2)
WEOF 有一个值不对应于扩展字符集 (7.24.1/3)
wchar_t可以表示最大扩展字符集(7.17/2)

请记住，根据 C 标准对 "value" 的定义，(short int) 0xffff 的值与 (int) 0xffffffff 的值相同 ] - 也就是说它们都具有值 -1 （鉴于此答案开头所述的假设）。标准对整数提升 (6.3.1.1) 的描述清楚地表明了这一点：

If an int can represent all values of the original type, the value is converted to an int; otherwise, it is converted to an unsigned int. These are called the integer promotions. All other types are unchanged by the integer promotions.

The integer promotions preserve value including sign.

我相信，当您组合这些元素时，似乎如果 WEOF 具有值 -1，那么扩展字符集中的任何项目都不能具有值 -1。我认为这意味着在您的实现示例中，wchar_t 必须是无符号的（如果它仍然是 16 位类型）或 (wchar_t) 0xffff 不能是有效字符。

但是我最初忘记的另一种选择（可能是您的示例实现的最佳解决方案）是标准在脚注中声明 "value of the macro WEOF may differ from that of EOF and need not be negative"。因此，例如，可以通过 WEOF == INT_MAX 来解决您的实施问题。这样它就不能具有与任何 wchar_t.

相同的值

可能与有效字符值重叠的 WEOF 值是我认为在实际实现中可能会出现的值（即使标准似乎禁止这样做），并且它类似于已经提出的问题关于 EOF 可能与某些有效的有符号字符值具有相同的值。

对于大多数（所有？）可以 return WEOF 指示某种问题的函数，标准要求函数设置一些关于错误的附加指示可能是有趣的或条件（例如，将 errno 设置为特定值，或在流上设置文件结束指示符）。

另一件需要注意的事情是，据我所知，0xffff 是 UCS-2 或 UTF-16 中的非字符（不知道可能存在的任何其他 16 位编码）。

如何避免 C 中的整数提升？

How to avoid integer promotion in C?

c

portability

wchar-t

widechar