C++ - Bool 到 int 的转换错误

Question

我的代码中有一个看起来像这样的函数：

bool foo(ObjectType& object){

    //code

    const float result = object.float_data + object.bool_data * integer_data;

    //code

}

在寻找错误时，我发现result 有时具有不正确的值，原因是有时bool*integer 被计算为255*integer 而不是1*integer。

C++ 说在整数上下文中bool 被转换为零或一，所以我不明白这一点。我在代码的其他部分乘以bool，它工作正常。这也是随机的：有时它转换为1，有时转换为255。调试器还分别显示true 或255。当这个错误发生时，它总是发生在那个执行中。重新编译代码没有效果，它仍然随机发生。

Answer 1

根据C++17 7.14 Boolean conversions，将非布尔值强制转换为布尔值是标准转换过程的一部分，这意味着它实际上是在为布尔值分配一些值时完成的：

算术、无范围枚举、指针或指向成员类型的指针的纯右值可以转换为bool 类型的纯右值。零值、空指针值或空成员指针值转换为false；任何其他值都将转换为true。对于直接初始化 (11.6)，std::nullptr_t 类型的纯右值可以转换为 bool 类型的纯右值；结果值为false。

不保证布尔值为零或一，例如，如果您不初始化它，或者您以如下方式初始化它它被视为非布尔值：

void someFunction() {
    bool xyzzy;              // Set to some arbitrary value.
    memcpy(&xyzzy, "x", 1);  // Very contrived, wouldn't pass my
                             //    own code review standards :-)
}

所以我要查看的第一件事是确保您正在正确初始化/分配它。

事实上，我现在非常很少在没有明确将其初始化为某物的情况下引入一个变量。即使它后来在使用前进行了更改，我也宁愿依靠编译器来解决这个问题，并在它认为有用时进行优化。

---

但是您可以通过使用预期的布尔值来解决此问题。换句话说，作为真理的存储库，而不是将它们评估为整体价值。试试这个：

const float result = object.float_data + (object.bool_data ? integer_data : 0);

无论bool_data 是：

• 正确初始化的布尔值；
• 一个未正确初始化的布尔值（尽管你的结果会令人怀疑——我的意思是你永远不会得到超过一个integer_data 添加到你的float_result）；或
• 一个整数值被处理为布尔值（尽管这无论如何都是个坏主意）。

Answer 2

您应该检查bool 的设置位置。值得注意的是，如果内存不完全是0，C++ 标准不保证任何作为bool 值访问的内存都将转换为1 - 它只保证bool 的值true 将转换为1。正如here 所述，bool 的值可能既不是true 也不是false，这是未定义行为 的结果。这可能看起来很明显（毕竟是 UB），但也令人惊讶（显然即使按照标准作者的标准）。

这是一个实际的演示，使用memcpy：

#pragma pack(1)
struct ObjectType
{
    float float_data = -3.0f;
    bool bool_data = false;
    int integer_data = 2;
};

volatile unsigned char x = 7;

float test()
{
    // Don't actually do this, it is for demonstration only.
    std::array<unsigned char, sizeof(ObjectType)> data = { 0, 0, 0, 0, /**/ x, /**/ 2, 0, 0, 0 };

    ObjectType obj;
    memcpy(&obj, data.data(), sizeof(obj));

    return foo(obj);
}

http://coliru.stacked-crooked.com/a/0221a82a6d35e18b http://coliru.stacked-crooked.com/a/982ff8e4d7503f08

确实，inspecting the binary 表明foo 将bool 字面解释为整数并将其与gcc 相乘。我会得出结论，gcc 通过只存储1 或0 来实现标准一致性，只要它存储到bool，因此表现好像 true 只转换为1（只要您从不强制 bool 进入不同于 true 或 false 的状态）。

Answer 3

解决了。 bool 值未初始化，因此有时它包含 255（rubish）。我假设在整数上下文中使用 bool 时将其转换为 0 或 1，而不是在从值设置时将其转换为 0 或 1。 （这完全是我的错误，很抱歉浪费你的时间。）

用代码总结一下：

float float_data = 50.0f;
int integer_data = 30;
bool bool_data;

float result;

bool_data = 255;                                //OK
reinterpret_cast<int&>( bool_data) = 250;       //NOT OK

result = float_data + (bool_data ? integer_data : 0);       //OK
result = float_data + bool_data * integer_data;             //NOT OK.
result = float_data + !!bool_data * integer_data;           //NOT OK.
result = float_data + (bool_data == true) * integer_data;   //NOT OK.

“OK”，表示仍然错误，但至少为 0 或 1

Answer 4

我认为你应该使用下面的代码然后执行它

bool foo(ObjectType& object){
    //code
    const float result = object.float_data + int(object.bool_data) * int(integer_data);
    //code
}