Результат сравнения signed и unsigned

@chpokhead · Регистрация: 22.09.2018

Author24 — интернет-сервис помощи студентам

Добрый день! Помогите, пожалуйста, разобраться.
Почему при сравнении этих переменных выдает ложь:

C

1 2	char c=-5; unsigned char uc=5; printf("char and unsigned char -5>5 : %d\n\n", c>uc);

А здесь истину:

C

int i=-5; unsigned int u=5;
printf("int and unsigned int -5>5 : %d\n", i>u);
 
char c=-5; unsigned int u=5;
printf("char and unsigned int -5>5 : %d\n\n", c>u);

@Kukuxumushu · 22.09.2018, 14:39

chpokhead, все переменные типа char в Си неявно приводятся к типу int, поэтому в первом примере несоответствие знаковостей разрешается уже на этом этапе, а дальше просто сравниваются два int. В двух следующих примерах никакого неявного приведения типов не производится, и компилятор выдаёт предупреждения, что при подобном сравнении результат может получиться не тот, что надо, т.к. не знает, какое именно сравнение производить - знаковое или беззнаковое.

@TheCalligrapher · 22.09.2018, 20:01

В первом случае выполняются integral promotions и сравнение выполняется в рамках типа int. Т.е. никакого сравнения signed и unsigned тут нет. Сравниваются два int значения: (int) c > (int) uc - разумеется ложь.

Во втором случае смешанное signed/unsigned сравнение производится в домене типа unsigned int. То есть сравниваются (unsigned int) i и u. (unsigned int) i > u - истина.

В третьем случае сначала производится integral promotion из char в int, а затем срабатывает правило из второго случая. То есть сравнивается (unsigned int) (int) c > u - истина.

@sharpey · 22.09.2018, 20:02

chpokhead, чтобы знать, что творится "за фасадом" компилятора, то можно воспользоваться его опциями, генерирующие ассемблерный листинг. Для gcc это опция -S. Первый пример на ассемблере gcc 5.1.0 выдал следующий листинг:

Assembler

    .file   "uns1.c"
    .intel_syntax noprefix
    .def    ___main;    .scl    2;  .type   32; .endef
    .section .rdata,"dr"
    .align 4
LC0:
    .ascii "char and unsigned char -5>5 : %d\12\12\0"
    .text
    .globl  _main
    .def    _main;  .scl    2;  .type   32; .endef
_main:
    push    ebp
    mov ebp, esp
    and esp, -16
    sub esp, 32
    call    ___main
    mov BYTE PTR [esp+31], -5
    mov BYTE PTR [esp+30], 5
    movsx   edx, BYTE PTR [esp+31]
    movzx   eax, BYTE PTR [esp+30]
    cmp edx, eax
    setg    al
    movzx   eax, al
    mov DWORD PTR [esp+4], eax
    mov DWORD PTR [esp], OFFSET FLAT:LC0
    call    _printf
    mov eax, 0
    leave
    ret
    .ident  "GCC: (tdm-1) 5.1.0"
    .def    _printf;    .scl    2;  .type   32; .endef

Листинг второго примера:

Assembler

    .file   "uns2.c"
    .intel_syntax noprefix
    .def    ___main;    .scl    2;  .type   32; .endef
    .section .rdata,"dr"
    .align 4
LC0:
    .ascii "int and unsigned int -5>5 : %d\12\0"
    .align 4
LC1:
    .ascii "char and unsigned int -5>5 : %d\12\12\0"
    .text
    .globl  _main
    .def    _main;  .scl    2;  .type   32; .endef
_main:
    push    ebp
    mov ebp, esp
    and esp, -16
    sub esp, 32
    call    ___main
    mov DWORD PTR [esp+28], -5
    mov DWORD PTR [esp+24], 5
    mov eax, DWORD PTR [esp+28]
    cmp eax, DWORD PTR [esp+24]
    seta    al
    movzx   eax, al
    mov DWORD PTR [esp+4], eax
    mov DWORD PTR [esp], OFFSET FLAT:LC0
    call    _printf
    mov BYTE PTR [esp+23], -5
    mov DWORD PTR [esp+16], 5
    movsx   eax, BYTE PTR [esp+23]
    cmp eax, DWORD PTR [esp+16]
    seta    al
    movzx   eax, al
    mov DWORD PTR [esp+4], eax
    mov DWORD PTR [esp], OFFSET FLAT:LC1
    call    _printf
    mov eax, 0
    leave
    ret
    .ident  "GCC: (tdm-1) 5.1.0"
    .def    _printf;    .scl    2;  .type   32; .endef

Как видите, Kukuxumushu был прав.
Весьма полезны в gcc две опции (-Wall -Wextra), включающие выдачу предупреждений в подозрительных местах.

@TheCalligrapher · 22.09.2018, 20:08

Сообщение от Kukuxumushu

В двух следующих примерах никакого неявного приведения типов не производится, и компилятор выдаёт предупреждения, что при подобном сравнении результат может получиться не тот, что надо, т.к. не знает, какое именно сравнение производить - знаковое или беззнаковое.

Это не верно. Правила языка С четко говорят, что при сравнении unsigned int и int знаковый операнд неявно приводится к беззнаковому типу и сравнение делается в рамках беззнакового типа. Никакого "компилятор не знает, какое именно сравнение производить" тут нет и быть не может.

Добавлено через 5 минут

Сообщение от sharpey

чтобы знать, что творится "за фасадом" компилятора, то можно воспользоваться его опциями, генерирующие ассемблерный листинг. Для gcc это опция -S. Первый пример на ассемблере gcc 5.1.0 выдал следующий листинг:

Это покажет, "что творится "за фасадом" компилятора", но нисколько не прибавит вам понимания правил языка. Без предварительного понимания этих правил от разбора ассемблерных листингов будет только огромный вред и масса впустую потраченного времени. Огромное количество феерических и сюрреалистических "теорий" о языке С было высосано именно из ассемблерных листингов "пионэрами", которые почему-то решили, что они что-то там поняли.

@sharpey · 22.09.2018, 20:28

TheCalligrapher, про правила языка Вы правы. Их надо знать. Однако всё равно надо также знать, чего там написал оптимизирующий компилятор. Например, забыли про volatile и получите перемещение переменной из памяти в регистр. И в прерывании огребаем проблемы.

@likehood · 22.09.2018, 22:26

И ещё я бы добавил, что в реальной программе лучше так вообще не писать, а при необходимости использовать явное приведение типов.

@Kukuxumushu 1624 / 806 / 146 Регистрация: 13.06.2015 Сообщений: 3,266
	22.09.2018, 14:39	2
	chpokhead, все переменные типа char в Си неявно приводятся к типу int, поэтому в первом примере несоответствие знаковостей разрешается уже на этом этапе, а дальше просто сравниваются два int. В двух следующих примерах никакого неявного приведения типов не производится, и компилятор выдаёт предупреждения, что при подобном сравнении результат может получиться не тот, что надо, т.к. не знает, какое именно сравнение производить - знаковое или беззнаковое. 1

@TheCalligrapher Вездепух 12793 / 6670 / 1795 Регистрация: 18.10.2014 Сообщений: 16,889
	22.09.2018, 20:01	3
	Сообщение было отмечено chpokhead как решение Решение В первом случае выполняются integral promotions и сравнение выполняется в рамках типа `int`. Т.е. никакого сравнения signed и unsigned тут нет. Сравниваются два `int` значения: `(int) c > (int) uc` - разумеется ложь. Во втором случае смешанное signed/unsigned сравнение производится в домене типа `unsigned int`. То есть сравниваются `(unsigned int) i` и `u`. `(unsigned int) i > u` - истина. В третьем случае сначала производится integral promotion из `char` в `int`, а затем срабатывает правило из второго случая. То есть сравнивается `(unsigned int) (int) c > u` - истина. 1

@TheCalligrapher Вездепух 12793 / 6670 / 1795 Регистрация: 18.10.2014 Сообщений: 16,889
	22.09.2018, 20:08	5
	Сообщение от Kukuxumushu В двух следующих примерах никакого неявного приведения типов не производится, и компилятор выдаёт предупреждения, что при подобном сравнении результат может получиться не тот, что надо, т.к. не знает, какое именно сравнение производить - знаковое или беззнаковое. Это не верно. Правила языка С четко говорят, что при сравнении `unsigned int` и `int` знаковый операнд неявно приводится к беззнаковому типу и сравнение делается в рамках беззнакового типа. Никакого "компилятор не знает, какое именно сравнение производить" тут нет и быть не может. Добавлено через 5 минут Сообщение от sharpey чтобы знать, что творится "за фасадом" компилятора, то можно воспользоваться его опциями, генерирующие ассемблерный листинг. Для gcc это опция -S. Первый пример на ассемблере gcc 5.1.0 выдал следующий листинг: Это покажет, "что творится "за фасадом" компилятора", но нисколько не прибавит вам понимания правил языка. Без предварительного понимания этих правил от разбора ассемблерных листингов будет только огромный вред и масса впустую потраченного времени. Огромное количество феерических и сюрреалистических "теорий" о языке С было высосано именно из ассемблерных листингов "пионэрами", которые почему-то решили, что они что-то там поняли. 1

@sharpey 635 / 390 / 75 Регистрация: 21.09.2008 Сообщений: 1,342
	22.09.2018, 20:28	6
	TheCalligrapher, про правила языка Вы правы. Их надо знать. Однако всё равно надо также знать, чего там написал оптимизирующий компилятор. Например, забыли про volatile и получите перемещение переменной из памяти в регистр. И в прерывании огребаем проблемы. 0

@likehood 1272 / 1029 / 470 Регистрация: 25.12.2016 Сообщений: 3,333
	22.09.2018, 22:26	7
	И ещё я бы добавил, что в реальной программе лучше так вообще не писать, а при необходимости использовать явное приведение типов. 0

Результат сравнения signed и unsigned

Решение