如何在无符号操作数之间进行带符号比较？

Question

我声明了 4 个无符号变量：

uint32_t empty_bucket;
uint32_t base_bucket;
uint32_t hop_size;
uint32_t ht_size;

我想执行签名条件检查：

if (empty_bucket < base_bucket + (hop_size - 1) - ht_size)

知道 base_bucket + (hop_size - 1) - ht_size 可能是一个负值。执行此单次操作的操作数的正确转换是什么？

注意： base_bucket + (hop_size - 1) - ht_size 可能非常接近 -2^32，因此转换为带符号的 32 位 int32_t 可能会导致溢出.

Answer 1

由于您使用的是 stdint include，您可以将操作数转换为 64 位有符号值，然后进行比较，不会有任何右侧项变为负数的风险，我们必须强制转换左操作数为有符号整数，以避免在比较 signed/unsigned:

时出现 undefined/implementation 行为

if ((int64_t)empty_bucket < ((int64_t)base_bucket + ((int64_t)hop_size - 1) - (int64_t)ht_size))

总结一下：

• 没有溢出的风险（我可能在右侧投得太多了）
• 签名实体之间的比较
• 不利的一面是，64 位转换可能会对 32 位架构的性能产生负面影响

Answer 2

if (base_bucket + hop_size > ht_size + 1
    && empty_bucket < base_bucket + (hop_size - 1) - ht_size)

第一行检查我们要执行的比较的右侧是否确实是正整数。这是通过检查所有正值（base_bucket 和 hop_size）是否大于所有负值（- 1 和 - ht_size）来完成的。它在不使用减法的情况下执行此操作，因此使用无符号整数是安全的。

@David Bowling 建议

if (empty_bucket + ht_size < base_bucket + (hop_size - 1)) 

思路基本一致，确保比较的两边总是正的。如果 base_bucket 和 hop_size 不同时都为零，则此方法有效。

对于这两种解决方案，理论上仍然会溢出，您必须使用实际值进行检查。如果溢出，请使用更大的类型。

^{请忽略我之前提到的短路评估，因为它不相关。如果整数大小为 'normal'，例如。 16、32 或 64 位，这应该可以。}