如果我减少 `std::size_t(0)` 是否保证等于 `std::size_t(-1)`？

Question

以下是证据：

inline
constexpr std::size_t prev(std::size_t i) {
    --i;
    return i;
}

int main() {
    static const std::size_t i = 0;
    static_assert(prev(i) == std::size_t(-1), "Decrementing should give     std::size_t(-1)");    
    return 0;
}

用-std=c++14 编译很愉快。

我遇到这个是因为我有一个循环索引 std::vector 并想向后循环，所以我将其更改为

for (std::size_t i = std::min(idx, v.size() - 1); i != std::size_t(-1); --i) { ... }

现在，我意识到我可以使用 std::vector::reverse_iterator，但我现在真正的问题是，我期望的行为是否明确？

Answer 1

是的

size_t 是一个未指定的无符号整数。

C++ 中的所有无符号整数都被建模为整数环的元素，模 2ⁿ 对于特定于该无符号整数类型的某个数字 n。

当您将有符号整数转换为无符号整数时，您会在整数环中为该无符号类型的常量 n 取模 2ⁿ 的值。对于 -1，这是 2ⁿ-1。

当您将 0 减为无符号整数类型时，您会得到 2ⁿ-1。

这两个值是一样的。

参见 C++ 标准中的 [basic.fundamental] 3.9.1/4：

无符号整数应遵循算术模数定律 2ⁿ 在哪里 n 是值中的位数 表示特定大小的整数。

（引自最近的标准草案 N3690，但它所代表的真相不会很快改变；段落编号可能会。）

寻找从有符号整数转换如何工作的报价将涉及更多标准追逐；但它最终会成为你想要的。

Answer 2

是的，这种行为是有保证的。

std::size_t 是无符号整数类型。 Arithmetic on unsigned integers always has well defined semantics:

无符号整数运算总是模 2ⁿ 其中 n 是该特定整数中的位数。

具体考虑内置pre-decrement and post-decrement operators：

[T]表达式--x 完全等价于x -= 1。 ...
[T]表达式x-- 修改其操作数的值，就像通过评估x -= 1 一样

所以减量运算符确实执行算术运算。