std::byte 位运算符 |、&、^、~：为什么要转换为无符号整数？答案

【问题标题】：std::byte bitwise operators |, &, ^, ~: why cast to unsigned int?std::byte 位运算符 |、&、^、~：为什么要转换为无符号整数？
【发布时间】：2022-06-28 23:26:37
【问题描述】：

根据std::byte\'s documentation on cppreference，operator| for std::byte 的实现应该相当于

constexpr std::byte operator|(std::byte l, std::byte r) noexcept
{
    return std::byte{ static_cast<unsigned>(l) | static_cast<unsigned>(r) };
}

（运营商&、^、~应该同样实现）

如果std::byte\ 的基础类型是char unsigned，为什么l 和r 需要强制转换为int unsigned？

笔记：我知道char unsigned{} | char unsigned{} 会导致int，因为每个操作数在按位或被申请;被应用;而unsigned{} | unsigned{} 返回一个unsigned 并且没有促销发生。但是，我不明白在这种情况下这样的促销可能会导致哪些问题。

注意char unsigned{} | char unsigned{} 的操作数将被提升为unsigned int，以防sizeof(unsigned char) == sizeof(int)。他们并不总是被提升为int
@phuclv 谢谢，我不知道。这让static_cast 让我更加困惑。
unsigned char 与 int 具有相同的大小是相对不寻常的；它通常只出现在像 DSP 这样只处理字大小的操作而不是字节的专用硬件上。但在那种不寻常的情况下，static_cast 只是多余的，所以它不会真正影响这个问题。

标签： c++ c++17 bitwise-operators std-byte

【解决方案1】：

对于小于int 的整数类型，在应用运算符之前将它们提升为int。这意味着如果你有

return std::byte{ l | r };

那么你将有一个有符号整数。通过使用

return std::byte{ static_cast<unsigned>(l) | static_cast<unsigned>(r) }

您将操作数显式转换为无符号整数，这样就不会发生对int 的提升。

这在 C++20 之前可能会有所不同，因为与无符号整数类型不同，有符号整数不需要使用二进制补码表示。

【讨论】：

你能提供一个可以产生影响的案例吗？
@paolo我对非二进制补码表示不太熟悉，所以我没有可以给你的具体例子。
根据 cppreference std::byte 不是数字类型并且没有类型转换运算符，因此不清楚这些转换是如何工作的。
@MarkRansom：我也对此感到困惑，但我认为这是一种非正式的描述，就像l,r 实际上是unsigned char 一样。
@NateEldredge 和 Mark Ransom std::byte 是 enum class，所有枚举都可以显式转换为整数类型。只是枚举类不允许隐式转换。