《C++之那些年踩过的坑（三）》

C++之那些年踩过的坑（三）

作者：刘俊延（Alinshans）

本系列文章针对我在写C++代码的过程中，尤其是做自己的项目时，踩过的各种坑。以此作为给自己的警惕。

 

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前言：

　　如果你看了我的上一篇博客：《C++之那些年踩过的坑（二）》 我推荐你再看一遍，因为我对内容和排版做了一些修改，尤其是对说的不当的地方进行了修正。

 

　　最近挺忙，这篇存了好久，还没发出去，讲多了一下写不完。所以今天就随便聊点简单的东西——unsigned type 。

 

一、unsigned type 会有什么坑？

　　你看到这篇的开头，就可能会想，无符号类型能有什么坑呀！那我们就直接了当一些吧！

 

1、小心可能陷入的死循环

　　其实单独的 unsigned type 你还是比较容易想明白的，可怕的就是它跟一些其它东西配合（auto），而你忽略了那就是 unsigned type 的时候，例如：

#include <iostream>
#include <cstdlib>

int main()
{
  char sz[] = "Hello world!";
  for (auto i = strlen(sz) - 1; i >= 0; --i)
  {
    std::cout << sz[i];
  }
}

　　上述代码逆序输出字符串，有什么问题？一部分人一眼看出了问题，相当一部分人一眼没看出问题，多看两遍终于看出了问题，还有一小部分人到现在还没看出问题。

　　问题就在于 strlen 返回的类型是 size_t ，它是一个无符号类型，而一个无符号类型永远大于等于 0！是的没错，死循环了。如果你用的是 vs 这种有 intelliSense 的IDE，那还好，鼠标移过去，你能够看到函数的声明。那万一没有这东西呢？又或者，有一些你不认识的函数，那些类型已经被 typedef 到你认不出了，你又如何辨别出来呢？上述的例子非常非常简单，但难免在实际中有可能会出现更复杂的例子，然后你头晕眼花就写出了这样的代码。所以，当你用一个数值作为循环条件，你就要警惕一下，数值表示的范围是什么，循环终止的条件，边界等等。当然，unsigned type 是更容易被忽视的，所以出错的概率更大。

 

2、小心可能的访问越界

　　其实上面的例子也是属于访问越界，但C++的数组兼容C，C的数组是不作边界检查的，所以你写出 sz[-1] 这样的代码也不一定会错。所以还是推荐使用C++标准库的容器，对于日常使用，绰绰有余。C++的容器，如果越界了，他就会有提示（Debug模式），比如用 vs 的话，在Debug模式下，越界了他就会有弹出一个对话框显示“xxx subscript out of range”之类的信息。

这个的错法跟上面的其实也差不多，也是写出了类似这样的代码：

std::vector<int> v{ 1,2,3,4,5 };
for (auto i = v.size() - 1; i >= 0; --i)
{
  std::cout << v[i] << " ";
}

　　之前我写一个 BigInteger 类的时候，也有很多用到这样的倒序输出，一开始我也是这样写，然后一直错。然后我就想肯定是循环下标出了问题的，然后就按 Ctrl+F 查找 for，还好也不是很多，一个一个看，最终才醒悟过来。真是屡踩坑不改~~所以才要记下来让自己印象深刻，下次即使出错也能很快反应过来是错在了什么地方。

 

二、解决方案

　　这个 unsigned type 的坑比较简单，主要在 0 这个点容易出错，有这个意识就好了。解决方案（至少）有以下几种：

1、显式指定可以容纳范围的 signed 类型

　　如果你知道数值的确切范围了，如果可以有一个 signed 类型能容纳它，那么就显式指定出来，比如我知道 vector 最大大小不会超过一百万个，那么我就可以用：

for (int32_t i = v.size() - 1; i >= 0; --i)

这样来指定类型。

 

2、在循环内部做检查

　　如果你不能确定大小，而且不确定 signed type 能否容纳下那个 unsigned type 的全部范围，那就在循环内部做一个检查：

 

  if (v.size() != 0)
  {
    for (auto i = v.size() - 1; i >= 0; --i)
    {
      std::cout << v[i] << " ";
      if (i == 0)
        break;
    }
  }

 

 

3、把边界情况移到循环外部

　　其实是第2种方法的变形，如果你觉得检查下标浪费了很多性能，那么就可以这样做：

 

  if (v.size() != 0)
  {
    for (auto i = v.size() - 1; i > 0; --i)
    {
      std::cout << v[i] << " ";
    }
    std::cout << v[0];
  }

 

 

4、使用迭代器

　　既然用了C++的容器那么更好的写法当然是这样啦：

  for (auto i = v.rbegin(); i != v.rend(); ++i)
  {
    std::cout << *i << " ";
  }

　　这样就不需要你去考虑下标范围啦，什么检查啦，多方便！如果想写出更泛型，更 C++ Style 的代码，还可以这样：

  std::for_each(std::rbegin(v), std::rend(v), [&](int i) {cout << i << " "; });

最终选择哪种就看实际情况和个人爱好咯！

 

三、其它杂谈

我在网上看到不少关于什么“代码优化技巧”等等文章，即使是最近出的，还是这样写，不知道是不是抄的。比如我看到其中一篇就说到：

有些处理器处理无符号unsigned 整形数的效率远远高于有符号signed整形数

 

正确与否我先不说了，错别字我也不去说了。留给读者先自己实验一下，我会在下一篇中用一篇来讲这类问题。

 

四、总结

标题即总结。