Win32API中intsafe.h整数无符号绝对值实现的疑问

问题背景 #

我不熟悉C/C++，但知晓以下代码用于获取整数的无符号绝对值。疑惑微软开发者为何要采用先给整数加1、取负后再加1的实现方式，而非直接转换为无符号整数？

//intsafe.h
if (llMultiplicand < 0)
{
    //
    // Avoid negating the most negative number.
    //
    ullMultiplicand = ((ULONGLONG)(- (llMultiplicand + 1))) + 1;
}
else
{
    ullMultiplicand = (ULONGLONG)llMultiplicand;
}

例如，对于4位整数，其最小值为-8，二进制表示为1000。我知道对它取负后结果仍是1000，但此时直接转换为无符号整数就能得到其无符号绝对值。我曾猜测是性能问题，但多次用C语言测试后难以看出差异，还发现函数在代码中的位置会影响整体耗时（如先声明实现abs1还是abs2函数），调用位置相同但结果不同，对此无法理解。

测试代码 #

unsigned int abs1(int x) {
    if (x < 0) {
        return (unsigned int)(-x);
    }
    return (unsigned int)x;
}
unsigned int abs2(int x) {
    if (x < 0) {
        return (unsigned int)(-(x + 1) + 1);
    }
    return (unsigned int)x;
}


int main() {
    int numIterations = 100000000;
    clock_t start, end;
    double cpu_time_used;

    // Test abs1
    start = clock();
    for (int i = 0; i < numIterations; i++) {
        abs1(-5); // Replace -5 with your test input
    }
    end = clock();
    cpu_time_used = ((double)(end - start)) / CLOCKS_PER_SEC;
    printf("Time taken by abs1: %f seconds\n", cpu_time_used);

    // Test abs2
    start = clock();
    for (int i = 0; i < numIterations; i++) {
        abs2(-5); // Replace -5 with your test input
    }
    end = clock();
    cpu_time_used = ((double)(end - start)) / CLOCKS_PER_SEC;
    printf("Time taken by abs2: %f seconds\n", cpu_time_used);

    return 0;
}

最终理解 #

后续我理解到根本原因是C/C++标准中存在诸多未定义行为，标准化库不应触发这类行为（即便部分实现有特定表现），且编译器优化会让未定义行为变得不可预测，这与官方主导实现的新型语言不同。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者rwxe