三元运算符。在条件下自动类型转换

Question

如果我在三元运算符条件下只使用unsigned 类型，这些unsigned 变量会自动转换为signed 类型吗？

简单示例：

unsigned int prevTickSeconds = 48;
unsigned int currentTickSeconds = 5; 

unsigned int secondsLeft = (currentTickSeconds - prevTickSeconds ) ?
                            currentTickSeconds - prevTickSeconds :
                            60 - prevTickSeconds + currentTickSeconds;  

当(currentTickSeconds > prevTickSeconds) 如本例所示时，此构造是否可以正常工作？三元运算符中的条件是否会自动进行类型转换？

Answer 1

不，没有这样的转换，因为所有类型都是unsigned int，并且会有“下溢”。

注意：

60 - prevTickSeconds + currentTickSeconds

当且仅当currentTickSeconds - prevTickSeconds 为0 时才会执行。

Answer 2

要让事情按您希望的方式进行，您需要明确告诉编译器它应该处理 singns，如下所示：

unsigned int prevTickSeconds = 48U;
unsigned int currentTickSeconds = 5U; 

unsigned int secondsLeft = (((int) currentTickSeconds - (int) prevTickSeconds) > 0)
    ? currentTickSeconds - prevTickSeconds 
    : 60 - prevTickSeconds + currentTickSeconds;  

或者，为了更高效，您可能希望引入一个中间 signed 值：

unsigned int prevTickSeconds = 48U;
unsigned int currentTickSeconds = 5U; 
unsigned int secondsLeft = 0U;

{
  signed int deltaSeconds = currentTickSeconds;
  deltaSeconds -= prevTickSeconds;

  secondsLeft = (deltaSeconds > 0)
      ? deltaSeconds  
      : 60 - deltaSeconds;  
}

Answer 3

C 不关心你的算法，也不知道你的变量是否会下溢，也不知道下溢是有意的还是意外的。无符号整数的下溢/上溢是明确定义的行为，因此在这种情况下，编译器会很乐意按照您的指示去做：创建下溢。

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一些细节：

unsigned int secondsLeft =  (currentTickSeconds - prevTickSeconds ) ?
                            currentTickSeconds - prevTickSeconds :
                            60 - prevTickSeconds + currentTickSeconds;  

如果我们用它们对应的类型替换这个表达式中的所有变量，我们得到：

unsigned int = (unsigned int - unsigned int) ?
                unsigned int - unsigned int :              
                int - unsigned int + unsigned int;

所有 C 关心的是它的隐式类型提升规则。此表达式中有两条这样的规则：常规平衡（通常的算术转换）和一个用于 ?: 运算符的特殊平衡规则。

平衡规则规定，如果两个相同大小的整数是表达式的操作数，其中一个是无符号的，则有符号的操作数将被转换为无符号的。

unsigned int = (unsigned int - unsigned int) ?     // no conversion needed
                unsigned int - unsigned int :      // no conversion needed
                (int - unsigned int)               // convert the int to unsigned int
                 + unsigned int;  // we get unsigned + unsigned, no conversion needed

然后将结果存储在一个无符号整数中。

然而，C 中有一个特殊的（奇怪的）规则，与条件运算符 ?: 相关。第二个操作数和第三个操作数是平衡的，就好像它们是同一表达式的运算符一样。所以如果你有这种情况：

1 ? (signed int)x : (unsigned int)y;

那么结果将永远是无符号整数。这是因为 x 和 y 被视为同一操作的一部分，即使 y 从未在代码中使用。这可能会产生微妙的错误，在我看来，完全避免使用 ?: 运算符就足够了。