为什么一元减法执行积分提升？答案

【问题标题】：Why does unary minus perform integral promotion?为什么一元减法执行积分提升？
【发布时间】：2012-08-02 20:09:46
【问题描述】：

const auto min = -std::numeric_limits<T>::max();
T x = min; // conversion from 'const int' to 'short', possible loss of data

T 是一个模板参数，在这种情况下是 short。一元减号显然执行积分提升。

为什么一元减号会执行积分提升？
如果将auto 更改为T，则不会生成警告，但应该将int 分配给short。为什么没有警告（可能是 VS 很花哨）？

【问题讨论】：

"为什么一元减号执行积分提升？"因为标准是这么说的（在 5.3.1. (7) 中）。
@DanielFischer：但在制定标准的过程中做出的每个决定肯定都有其背后的原因，不是吗？如果可能的话，帮助人们理解这个推理并不是一件坏事。
@EdS。是的，希望这些决定背后是有原因的。我不知道它们的原因，但我怀疑这至少部分是“因为它在 C 中就是这样”。为什么在 C 语言中会这样？我怀疑这是因为让 CPU 处理其本机类型而不将结果转换回原始类型更简单。但这只是猜测。
@DanielFischer（第 1 条评论）：这个答案让我非常恼火（我敢肯定还有很多其他人）它甚至都不好笑......
如果一些算术运算遵循整数提升规则而一些被豁免，那会不会更奇怪？然后你会问“为什么在应用整数提升时有两组不同的规则？为什么它们不能保持一致？”

标签： c++ auto integer-promotion

【解决方案1】：

简短回答：（现在很长，因为人们想对英语过分迂腐，而英语本身并不准确）。

它不是明确的（如一元减号mathematical）。但作为对 POD 数据的任何操作（包括一元减号 operation）的一部分，对输入参数（可用于和操作的最小整数类型为 int）进行隐式检查，因此对在一元减号之前输入（mathematical 部分不是操作部分）。 POD 上所有操作的输出与输入参数相同（应用积分提升后）。因此这里的输出也是int。

长答案：

在 C（以及 C++）中，发生 POD 操作的最小类型是 int。因此，在应用一元减号之前，该值将转换为 int。然后应用一元减号。因此表达式的结果是int。

请看这里：Implicit type conversion rules in C++ operators

【讨论】：

【解决方案2】：

一元减号执行整数提升，因为整数类型的所有算术运算符都这样做。建立这个约定可能是出于性能原因（通常 int 是最适合硬件上的整数运算的大小），也许是因为有时不限于较小的整数类型的范围很有用。

我见过人们做的错误：

uint64_t i = 1 << 33; // use 64-bit type to ensure enough bits to hold the result

但这是一个错误，因为1 << 33 的结果不依赖于它被分配的内容。（今天我们对此有警告）。解决方案，很丑，是手动强制其中一个操作数足够大：uint64_t i = static_cast<uint64_t>(1) << 33

整体提升恰好可以避免使用较小类型的相同类型的错误，这在 C 以这种方式设计时很常见：

short a = 30000, b = 20000
int i = a + b;

在任何情况下，“它不必是合乎逻辑的。这是法律。”

【讨论】：

【解决方案3】：

我认为这是为了解释 C/C++ 假设的理想计算机模型。计算在寄存器中执行，这意味着结果的大小将是机器字。因此“自动”扩展

【讨论】：

【解决方案4】：

我相信这是（部分）因为short 的否定可能无法表示为short。
（如果short 是16 位并且int 更大，则-2¹⁵ 可能需要升级到int。）

当然，不能保证int 更大，但它（通常？）无论如何都是机器的最佳数据类型，因此尝试将其提升为int 是有意义的，因为可能没有性能无论如何都要花钱。

【讨论】：