C++流负数转换

Question

我遇到了一个问题，C++ 试图读取一个文本文件，其中包含十六进制形式的有符号整数并将它们解析为向量。我使用 C++ 流到变量重定向 (stream >> var)，似乎负数没有被正确解析——变量得到值 0，并且设置了流失败标志。

如果我尝试使用 strtol() 函数转换字符串，结果与预期一致。同样，如果我尝试首先将流重定向到一个无符号整数，然后将变量转换为有符号整数，结果再次正确并且没有报告流错误。

我在 Debian 9.1 (x64) 上使用 gcc 6.3.0，运行在 Xeon E5-2643 v3 系统上。

还有其他人遇到过这个问题吗？我希望转换的工作方式与 strtol 函数相同，并且不会报告任何流错误。我是否遗漏了一些流设置/忘记调用某些函数或在此处设置一些标志？

如有任何建议，我们将不胜感激。

下面附有一个演示此问题的示例 C++ 程序。

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstdint>


int main()
{
  const char* minus_one = "0xffffffff";

  std::stringstream ss;
  ss << minus_one;

  std::cout << "input string    : " << ss.str() << "\n"; // outputs "0xffffffff"

  // C-style conversion
  int32_t cint;
  cint = strtol(ss.str().c_str(), NULL, 0);
  std::cout << "strtol conv     : " << cint <<  " (" << std::hex << cint << ")\n"; // outputs "-1 (ffffffff)"
  std::cout << std::dec;

  // C++-style conversion
  int32_t cppint;
  ss >> std::hex >> cppint;
  std::cout << std::dec << "ssextr conv     : " << cppint <<  " (" << std::hex << cppint << ")\n"; // outputs "0 (0)" <- ERROR
  std::cout << std::dec;
  if (ss.fail()) std::cout << "Error converting number.\n";

  // C++-style conversion with cast
  uint32_t cppuint;
  int32_t cppint2;
  ss.clear();
  ss.str(minus_one);
  ss >> std::hex >> cppuint;
  cppint2 = (int32_t)cppuint;
  std::cout << std::dec << "ssextr cast conv: " << cppint2 <<  " (" << std::hex << cppint2 << ")\n"; // outputs "-1 (0xffffffff)"
  std::cout << std::dec;
  if (ss.fail()) std::cout << "Error converting number.\n";

  exit(EXIT_SUCCESS);
}

Answer 1

如果第一个十六进制位是 f，则 c++ 将其设为 "large number"：'0x7fffffff'。似乎 c++ 不想将其表示为负数。像这样：

const char* minus_one = "0xf0000000";   //ssextr conv     : 2147483647 (7fffffff)
std::stringstream ss;
ss << minus_one;

// C++ style conversion
int32_t cppint;
ss >> std::hex >> cppint;
std::cout << std::dec << "ssextr conv     : " << cppint <<  " (" << std::hex << cppint << ")\n"; 
std::cout << std::dec;
if (ss.fail()) {
    std::cout << "Error converting number.\n";
}

Answer 2

int32_t cint;
cint = strtol(ss.str().c_str(), NULL, 0);

这会将值 0xffffffff 读入 long，然后将其转换为 int32_t。如果 long 大于 32 位，则 strtol 起作用并且 returns 0xffffffff 即 4294967295，并将其转换为 int32_t 会产生 -1。但这与从字符串中读取负数不同（如果 long 是 32 位，则它不会像您预期的那样工作，而是 returns LONG_MAX 并将其转换到 int32_t，即 0x7fffffff).

int32_t cppint;
ss >> std::hex >> cppint;

这尝试将值 0xffffffff 读入 int32_t 但值 0xffffffff 不适合该类型，因此读取值失败（就像它失败一样strtol 当 long 是 32 位时）。

更接近于您的 strtol 版本的是：

int32_t cppint;
long l;
if (ss >> std::hex >> l)
  cppint = l;
else
  // handle error ...

期望能够将值 0xffffffff 读入带符号的 32 位整数是不合理的。 strtol 和 istream 不读取位模式，它们读取数字，而数字 0xffffffff 不适合带符号的 32 位整数。

Answer 3

问题是 无符号 整数的十六进制表示法已记录。 strtol 是一个 C 函数，显然更能容忍负整数的十六进制表示，并在内部将字符串读取为无符号值，然后 re-interprets 将其读取为有符号值。但即使在 C 中，对于 strtol 和无法用有符号类型表示的无符号值的转换 也未指定这样的处理结果是 implementation-defined 或发出 implementation-defined 信号 。（来自 C11 6.3.1.3 [转换] 有符号和无符号整数的草案 1570）

很可能它以这种方式工作是为了不破坏大量遗留代码，但 C++ 是一种更新的语言，实现者已决定对十六进制表示更加严格。

C++流负数转换

c++ stream negative number conversion

c++

stream

hex

negative-integer