size_t与-1比较的合法性探讨：Microchip库代码疑问

说明：曾有人认为本问题与《Can I compare int with size_t directly in C?》重复，但本问题专门针对size_t与负值的比较，因此应重新开放。（此外，本问题已引发诸多深入讨论！）

我看到Microchip的某段库代码，其声明返回size_t类型：

size_t SYS_FS_FileWrite(SYS_FS_HANDLE handle, const void *buf, size_t nbytes);

文档说明该函数错误时返回-1，但size_t是无符号类型。那么从理论和实践层面，以下写法是否被允许？

if (SYS_FS_FileWrite(handle, buf, nbytes) == -1) {
    report_errror();
}

理论层面 #

按照C语言的类型转换规则，当无符号类型（size_t）和有符号常量-1进行比较时，-1会被隐式转换为无符号类型。这个转换的结果是size_t类型的最大值（比如32位系统下为0xFFFFFFFF，64位系统下为0xFFFFFFFFFFFFFFFF），也就是标准头文件<stddef.h>中定义的SIZE_MAX。

而函数返回的错误值-1，由于函数返回类型是size_t，实际返回的就是这个无符号最大值（将有符号的-1赋值给无符号变量时会执行同样的转换）。所以从语法和语义上来说，返回值 == -1的比较完全符合C标准，是合法的，本质等价于返回值 == SIZE_MAX。

实践层面 #

• 绝大多数编译器都能正确处理这种转换，不会触发编译错误；但如果开启了严格的类型检查警告（比如GCC的-Wsign-compare），会提示有符号与无符号类型比较的问题。
• Microchip的库文档明确说明错误时返回-1，说明他们预期开发者采用这种写法，在他们的目标平台上是完全可行的。
• 不过从代码可读性和严谨性角度，更推荐显式写成== SIZE_MAX：这样能直接表达判断无符号类型最大值的意图，避免其他开发者产生误解，同时也能消除严格编译模式下的警告。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者fearless_fool