防止用户将负数传递给接受 unsigned int 的函数答案

【问题标题】：Prevent user passing negative numbers to a function accepting unsigned int防止用户将负数传递给接受 unsigned int 的函数
【发布时间】：2013-09-05 15:56:06
【问题描述】：

代码如下：

int create_mask(unsigned b, unsigned e)
{
  unsigned int mask=1;

  if(b<e || b<0 || e<0)
  {
    printf("Wrong values, starting bit can't be smaller than ending.\n");
    printf("Both got to be >= 0.\n");
    exit(EXIT_FAILURE);
  }
  while(b>0)
  {
    printf("%u\n", b);
    mask<<=1;
    if(b>e)
      mask|=1;
    b--;
  }

  return ~mask; /* negates mask for later purpose that is clearing corresponding bits */
}

函数为某些位操作创建掩码，但应采用两个无符号整数 b 和 e，均为非负数。问题是如何防止用户输入负数？当使用 (-1,0) 调用函数时，它会启动循环，并应退出并出现错误。

【问题讨论】：

但是无符号数永远不会是负数，这是什么意思呢？
首先，不要让函数被(-1, 0) 调用。输入一个字符串，然后使用strtoul() 将其转换为无符号整数。如果数字为负数会报错。
@harold 发生从有符号到无符号的隐式转换，它以 1 << width 为模进行解释，其中 width 是 unsigned int 中的位数。
有符号整数 -1，当解释为无符号整数时，将等于最大值。所以它不小于e，或者小于0。
@Taemyr 不一定，仅当机器使用 2 的补码表示负数时。

标签： c negative-number unsigned-integer

【解决方案1】：

您可以只输入一个字符串，检查它是否包含'-' 字符，如果包含则产生错误。否则，您将其转换为无符号整数并继续。（无论如何，作为字符串读取然后使用strtoul() 转换比使用scanf() 更可取，尤其是当您不了解scanf() 的所有怪癖时。）

char buf[LINE_MAX];
fgets(buf, sizeof buf, stdin);

if (strchr(buf, '-') != NULL) {
    fprintf(stderr, "input must be non-negative!\n");
    exit(-1);
}

unsigned int n = strtoul(buf, NULL, 0);

【讨论】：

sscanf(buf, "%lu", &n); 也会进行转换，但我认为strtoul 更好:)
@boleto 我使用（并建议）使用strtoul()而不是scanf()并不是巧合。
如果您要重新设计界面，那么指定 int 而不是 string 似乎更明智。然后，如果值为

【解决方案2】：

编辑：

您可以使用long int 输入，然后检查输入是否在0 to ending range of unsigned int 之间。如果是这样，则分配给您的变量，否则会向用户抛出异常，您应该只提供无符号数字作为输入。

long int input;
unsigned int valid_input;

scanf("%ld",&input);
if((0<= input) && (input <= 4294967295))
valid_input= (unsigned int)input  ;
else
printf("Unvalid input\n");

正如 H2CO3 所说。将输入读入字符串并检查第一个文字，如果它不是负数，则转换为无符号整数将比下面的方法更可取。因为一半的无符号整数部分没有被覆盖。

您可以将输入输入int，然后如果它是非负数，则继续。如果它是负数，则向用户提出异常，您不应该给出负数输入。

【讨论】：

但这将使得无法使用某些高无符号值（当发生从unsigned 到signed 的转换时，这将溢出到int 范围的负半部分。并且有符号无论如何，整数溢出都是未定义的行为，因此这不可能是正确的解决方案。）
没错，这就是问题所在。
@zubergu 同样，请参阅我对您问题的第一条评论。
@zubergu 但是这些数字实际上根据定义等于负数。 - 因此，当您要求排除负数时，您在某种意义上也要求排除高无符号整数。
@Gangadhar 好吧，scanf() 在遇到负数时不会退出。它将扫描一个有符号整数，然后将其转换为无符号整数，并报告成功。

【解决方案3】：

看看这个：Stopping function implicit conversion

我能够根据您的问题对其进行调整，并且它会阻止程序链接。上述线程中的信息似乎部分不正确，因为示例编译得很好。它无法链接，因为没有定义模板特化。实际上，我对以下适用于 int 与 unsigned int 的情况感到有些惊讶。

template <class T>
void foo(const T& t);

template <>
void foo<unsigned int>(const unsigned int& t)
{

}

int main(){
  foo((unsigned int) 9); // will compile and link
  unsigned int value(5);
  foo(value);// will compile and link
  foo(9.0); // will not link
  foo(-9); // will not link
  return 0;
}

我认为你可能想多了。真的有问题吗？让您的 id 类型以 int 开头会更好吗？是否有一个最小/最大 id 可以避免可能被误认为是双恭维的大数字？这似乎是语言的一个不幸问题，它没有提供任何简单的方法来停止隐式强制转换。

我使用 Visual Studio 2010 测试了该示例。此外，我没有时间编写测试类，因此如果您对它感兴趣，那么您必须将该示例改编为 foo 类以查看它是否适用类的构造函数，或者如果有另一种使用模板的方法来执行此操作。根据其他答案和我的经验，我认为您不会找到一种简单的方法来做您想做的事。

【讨论】：

感谢您的回答，但问题标记为 C，严格来说是 C。