为什么static_cast是一个分布式表达的表达式？

Question

我需要取2个无符号8位值并减去它们,然后将该值加到32位累加器中.8位减法可能会下溢,这没关系(unsigned int underflow是定义的行为,因此没有问题).

我希望这static_cast<uint32_t>(foo - bar)应该做我想要的(在哪里foo和bar都是uint8_t).但看起来这会先抛出它们然后执行32位减法,而我需要它作为8位变量下溢.我知道我可以只修改256,但我想弄清楚它为什么会这样工作.

示例:https://ideone.com/TwOmTO

uint8_t foo = 5;
uint8_t bar = 250;

uint8_t diff8bit = foo - bar;
uint32_t diff1 = static_cast<uint32_t>(diff8bit);

uint32_t diff2 = static_cast<uint32_t>(foo) - static_cast<uint32_t>(bar);

uint32_t diff3 = static_cast<uint32_t>(foo - bar);

printf("diff1 = %u\n", diff1);
printf("diff2 = %u\n", diff2);
printf("diff3 = %u\n", diff3);

输出:

diff1 = 11
diff2 = 4294967051
diff3 = 4294967051

我怀疑diff3会有相同的行为diff1,但它实际上是相同的diff2.

那么为什么会这样呢？据我所知,编译器应该减去两个8位值,然后转换为32位,但显然不是这样.这与static_cast表达式的行为规范有关吗？

Answer 1

对于大多数算术运算符(包括-),操作数经历了通常的算术转换.其中一个转换是任何类型的值都比int提升的更窄int.(标准参考:)[expr]/10.

所以表达foo - bar变得(int)foo - (int)bar给予(int)-245.然后你施放那uint32_t将给出一个大的正数.

要获得您想要的结果,请uint8_t转而使用uint32_t.或者,%对模型的结果使用模数运算符uint32_t.

不能直接以更窄的精度进行计算 int