将函数参数从有符号整数转换为无符号整数

Question

在我前几天偶然发现的以下代码 sn-p 中，它将signed int 传递给期望unsigned int 的函数

#include "stdio.h"

void set_data(unsigned int* addr, const unsigned int data)
{
    printf("Inside set_data:%d\n", data);
    *addr = data;
}

int main() {
    unsigned int a = 2;
    printf("Before set_data:%d\n", a);
    set_data(&a, -10);
    printf("After  set_data:%d\n", a);

    return 0;
}

输出：-
请注意，编译器不会抛出任何警告：-

zhossain@zhossain-linux1:~$ gcc -Wall test.c
zhossain@zhossain-linux1:~$ ./a.out
Before set_data:2
Inside set_data:-10
After  set_data:-10

问题：-
1、为什么编译器不喊？隐式转换？
2.为什么“Inside set_data”打印的是负整数，而data被明确定义为unsigned int
3.这是否有可能是未定义的行为或定义的实现，这可能不是编写安全可移植代码的好习惯？

期待详细的解释，如果您能指出相关的 SO 线程，也将不胜感激

Answer 1

看了你的代码，我想我明白你的困惑在哪里。您将-10 作为unsigned 值传递，而您却在挠头，“如果它是一个`无符号值，为什么还要打印-10？”

这一切都归结为一点点。 10 的位是（使用16 位来防止出现很多零）

0000000000001010

在大多数计算机中，负值以 twos-complement 格式存储（外行术语是所有位加一的反转）。如果申请两次，您将获得相同的号码。所以，-10 的 twos-complement 存储是：

1111111111110110

这很适合和unsigned 相同类型的值。

下一个难题是“它如何打印-10？”只要您的值不超过int 的最大值，"%d" 就会愉快地打印您提供的位作为整数。您的代码将-10 分配为int 然后作为unsigned 传递没有问题，因为您传递的是值1111111111110110。您可以将值打印为signed int (-10) 或unsigned int (4294967286)。

这确实是您为printf 回答的唯一问题。它应该如何处理这些位？，“我是将11111111111111111111111111110110 打印为unsigned 还是将其打印为int。这就是您告诉printf 与%u 或%d 的内容。

未定义行为没有问题，只要您不尝试将a 中大于INT_MAX 的值用作int。否则，你很好。

消化一下，如果我理解您的担忧，或者如果我错过了标记，请告诉我，我很乐意提供进一步的帮助。

Answer 2

1) 编译器没有“大声疾呼”（更正确的描述是“发出诊断”）关于隐式转换，因为从 signed 类型到 unsigned 类型的转换由标准明确定义 - 它使用什么是（数学上）称为模算术。 set_data(&a, -10) 的调用在调用set_data() 之前对-10 进行了这样的转换。值-10 转换为unsigned 时将产生UINT_MAX - 9 值，其中UINT_MAX 是从<limits.h> 获得的，表示unsigned int 可以表示的最大值。编译器通常可以配置为提供有关此类转换的警告，但默认情况下，大多数编译器都配置为不提供。如果您需要警告，则需要阅读编译器的文档以了解如何操作。

2) 您对printf() 的所有调用都会导致未定义的行为，因为%d 通知printf() 相应的参数是int 类型，并且您已经传递了unsigned（即类型不匹配） ）。在您的特定实现中，int 类型的值与unsigned 之间的转换似乎不会更改按位表示，并且传递给printf() 的unsigned 值具有与int 相同的按位表示值为-10。标准不保证这一点。

3) 正如我在前一点所说，由于类型不匹配，您对printf() 的调用具有未定义的行为。将格式说明符更改为%u 以获得明确定义的行为（然后您将看到打印的值将等于UINT_MAX-9。将带有负值的int 转换为unsigned - 发生在在main() 中调用set_data() 具有实现定义的行为，因为UINT_MAX 的值是实现定义的。换句话说，将-10 从int 转换为unsigned 产生的值是实现定义的.

还要注意，set_data() 的第二个参数上的 const 说明符对于调用者而言是多余的，因为该参数是按值传递的。即使没有const，该函数对data 所做的任何更改也只会在set_data() 的主体内可见，而对调用者不可见。

我不打算提供其他 SO 线程的链接，因为没有它们我的答案是相当完整的。您可以自己搜索此类链接。