为什么 (positive_integer <negative_integer) 被评估为真？答案

【问题标题】：Why (positive_integer < negative_integer) is getting evaluated to be true?为什么 (positive_integer <negative_integer) 被评估为真？
【发布时间】：2023-03-20 11:01:01
【问题描述】：

$ gcc --version  
gcc (Debian 4.9.2-10) 4.9.2

在下面的代码 sn-p 中，为什么表达式 100 < strlen(str) - 4 被评估为真？

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void)
{
    char str[50];

    scanf("%s", str);
    printf("%d\n", strlen(str) - 4);

    if(100 < (strlen(str) - 4))
        printf("NOT POSSIBLE!\n");

    return 0;
}

终端：

$ gcc so.c -o so  
$ ./so  
foo
-1
NOT POSSIBLE!

通过实验我发现：

if 表达式对于任何 positive_int、negative_int 对的计算结果为 true，这样 positive_int < negative_num（这是荒谬的），其中negative_int 是 strlen 函数调用的形式（参见 2。）
如果我们将strlen 替换为硬编码的负整数，则if 的计算结果与预期一样为false。 strlen 似乎有问题。

【问题讨论】：

因为 size_t 是无符号的。您可能会写if (100 + 4 < strlen(str)) 以避免出现负数问题，从而获得正确的结果。
有关size_t的更多信息，请参见this So post

标签： c if-statement strlen

【解决方案1】：

由于strlen有size_t类型，所以4被转换为（无符号）size_t，然后从strlen的返回值中扣除，再与100比较结果。

6.3.1.8 常用算术转换
....
否则，如果两个操作数都具有有符号整数类型或都具有无符号整数类型，具有较小整数转换等级类型的操作数是转换为具有更高等级的操作数的类型。

否则，如果具有无符号整数类型的操作数的秩大于或等于另一个操作数的类型的等级，然后操作数与有符号整数类型转换为无符号操作数的类型整数类型。

7.24.6.3 strlen 函数
....
size_t strlen(const char *s);

7.19 常用定义
....
size_t 是sizeof运算符结果的无符号整数类型；

附：顺便说一句，即使在更简单的情况下，作为

if (strlen("") < -1)
    printf("OK\n");
else
    printf("NOK\n");

，输出将是OK。

【讨论】：

@SouravGhosh 也许这取决于标准的版本。我有N1570。
所以这里3 是strlen 返回的无符号整数，所以4 也将转换为无符号整数。结果如何，即(unsigned)3 - (unsigned)4？标准是否保证两个无符号数的运算只会产生无符号值？
@owacoder 好的。我想我明白了。 (unsigned)3 - (unsigned)4 的结果等于 (unsigned)(-1)，它比 (unsigned) 100 大得多。是正确的解释吗？
@rootkea 我更新了帖子以包含“如果两个操作数都具有有符号整数类型或都具有无符号整数类型...”。

【解决方案2】：

strlen() 将返回一个无符号值，因此strlen(str) - 4 将是“非常大”的无符号数，它会大于100。

如果您不会处理很长的字符串，请尝试将返回值转换为 int。

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void)
{
    char str[50];

    scanf("%49s", str); /* specify size to avoid buffer overrun */
    printf("%d\n", (int)strlen(str) - 4);

    if(100 < ((int)strlen(str) - 4))
        printf("NOT POSSIBLE!\n");

    return 0;
}

【讨论】：

if (100u < (strlen(str) - 4)) 会更好。
100u + 4u < strlen(str) 更适合避免不必要的包装。
对不起。我只是意识到它不会有同样的效果。

【解决方案3】：

strlen 返回一个size_t 类型的无符号整数。当从无符号 3 中减去 4 时，无符号整数将回绕到可表示的最大数字，因此总是大于 100。

【讨论】：

【解决方案4】：

引用C11，第 7.23.6.3 章，strlen() 函数

size_t strlen(const char *s);

strlen() 的返回类型是 size_t，并且根据第 §7.19 章，（强调我的）

size_t

这是sizeof运算符结果的无符号整数类型；

和100 和4 是int 字面量，这里是signed 类型，参考章节§6.4.4.1

整数常量的类型是其值可以在对应列表中的第一个被代表。

您正在尝试执行涉及 signed 类型和 unsigned 类型的算术运算（减法），因此在比较之前，有符号类型将提升为 unsigned 类型。因此，结果为无符号类型，比较的最终结果为 TRUE。

【讨论】：