C++ | 使用 xxx.size() 作为循环条件的问题

问题代码

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main()
{
    string s="a";

    printf("%d
",s.size()-5);
    cout<<s.size()-5<<endl;

    for(int i=0;i<=s.size()-5;i++)
        printf("ViVid-BinGo
");

    system("pause");
    return 0;
}

　　以上是问题代码的运行结果，这时就会有问题出现了。

　　① 字符串 s 的大小为 1 ，那么 s.size() - 5 == -4。但是用 printf("%d") 和 cout 输出 s.size() - 5 的结果分别为 -4 和 18446744073709551612 ，显然结果并不相同。

　　② 不严谨的说，for循环中判断条件 0 <= -4 显然不成立，那么一句 “ViVid-BinGo” 也不会输出。但是通过运行结果可以看出，“ViVid-BinGo” 被输出出来了，而且不止输出了一次。

解决

　　可以从C++参考手册中看到，s.size() 的返回值为无符号整型。那么我们可以想到，与 s.size() 进行运算的 -5 是个有符号整型。

　　当出现不同类型的变量参与运算时，那么低级类型会向上转换以至于达到同一个类型，在这里因为无符号类型比有符号类型级别高，所以 -5 应该先转换到无符号类型，然后再和 s.size() 运算。

　　有无符号数转换规则：

　　　　① 有符号数转换为无符号数时，负数转换为大的正数，相当于在原值上加上2^n，而正数保持不变。

　　　　② 无符号数转换为有符号数时，对于小的数将保持原值，对于大的数将转换为负数，相当于原值减去2^n。

第一个问题

　　根据有无符号数转换规则可以得出：

　　 　　-5 ---> -5 + 2^64 = 18446744073709551611‬，再加上 s.size() = 1，所以 18446744073709551611‬ + 1 = 18446744073709551612

　　所以 s.size() - 5 = 18446744073709551612。

　　因为使用 printf("%d") 进行输出的时候，因为“%d”的缘故，有一个强制类型转换，即将无符号类型转换成有符号类型，所以 18446744073709551612 - 2^64 = -4，所以printf输出的是 -4.

　　然而在使用 cout 输出的时候没有类型转换，则直接输出，那么输出的就是 18446744073709551612 。

第二个问题

　　如果第一个问题解决了，那么第二个问题就解决了。

　　因为在 for 循环中，s.size() - 4 没有进行类型转换，所以等价于下面的 for 循环

　　for(i = 0 ; i <= 18446744073709551612 ; i++)

　　所以程序运行结果中 “ViVid-BinGo”才会被打印出来。

总结

废话不多说。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main()
{
    string s="a";

      printf("%d
",s.size()-5);
    cout<<s.size()-5<<endl;
    
    int len=s.size()-5;
    for(int i=0;i<=len;i++)
        printf("ViVid-BinGo
");

    system("pause");
    return 0;
}

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main()
{
    string s="a";

      printf("%d
",s.size()-5);
    cout<<s.size()-5<<endl;

    for(int i=0;i<=(int)s.size()-5;i++)
        printf("ViVid-BinGo
");

    system("pause");
    return 0;
}