在C++中，当无符号数和有符号数进行减法运算时，通常有符号数会被转换为无符号数

青衫客362023-11-05 18:09

一段程序引发的问题：

cpp 复制代码

 for (int i = 0; i <= s.length() - L; ++ i) {
       string str = s.substr(i, L);
        if (++ hash[str] == 2) {
            res.push_back(str);
        }
    }
}

bash 复制代码

terminate called after throwing an instance of 'std::out_of_range'
  what():  basic_string::substr: __pos (which is 2) > this->size() (which is 1)

在C++中，当无符号数和有符号数进行减法运算时，通常有符号数会被转换为无符号数，然后进行无符号算术运算，结果也是一个无符号数。这是由C++的整数提升和算术转换规则所决定的，被称为 "usual arithmetic conversions"。

例如：

cpp 复制代码

unsigned int a = 5;
int b = 10;
auto c = a - b;

在这个例子中，b 被转换为一个相应的无符号数，然后再与 a 相减。如果 b 的值足够大以至于在转换为无符号数时不会导致负数，那么得到的结果是正常的。但是如果 b 较大（例如在本例中的10），转换结果会是一个非常大的无符号数，因为无符号整数不能表示负数。这个转换是按照模运算的方式来处理的，即加上或减去足够大的2的幂次，使结果适合无符号类型的表示范围。

回到上面的代码段中，s.length() 是一个 size_t 类型，即无符号类型。当与 L 这个有符号整数做减法时，L 会被转换为 size_t 类型，然后执行减法操作，结果也是 size_t 类型。如果 s.length() 小于 L，则会发生上述的整数环绕（underflow），导致计算出一个非常大的无符号数，从而导致循环条件错误地评估为 true。