如何解决C++中比较大小时出现的算术溢出警告？

编译以下C++代码时，条件判断语句if ((payload_size + 1U) * 2 > fw_remaining_size - sizeof(stRecord))处触发两条C26451算术溢出警告，要求在**不使用static_cast<size_t>(payload_size)**的前提下解决这些警告。

示例代码：

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstdint>

int main() 
{
  struct stRecord 
  {
    uint8_t SType;
    uint8_t TypeNo;
    uint8_t Length[2];
    uint8_t Address[8];
  };
  uint8_t payload_size = 37;
  size_t fw_remaining_size = 80;

  if ((payload_size + 1U) * 2 > fw_remaining_size - sizeof(stRecord)) 
  {
  }
  return 0;
}

警告信息：

C26451: 算术溢出：对4字节值使用运算符'*'，然后将结果转换为8字节值。
在调用运算符'*'之前将值转换为更宽的类型以避免溢出 (io.2)。

C26451: 算术溢出：对4字节值使用运算符'+'，然后将结果转换为8字节值。
在调用运算符'+'之前将值转换为更宽的类型以避免溢出 (io.2)。

警告的根源是：payload_size是uint8_t（1字节类型），和1U（unsigned int，4字节）相加后结果为4字节类型，再乘以2还是4字节，最后和8字节的size_t类型比较时才会被提升。编译器担心4字节运算阶段可能发生溢出，因此触发警告。

要在不直接转换payload_size的前提下解决问题，核心是让整个算术运算在size_t（或兼容的宽字节类型）的上下文里进行，避免窄字节运算阶段的溢出风险。

方案1：用宽字节字面量触发类型提升 #

在表达式开头加入0ULL（unsigned long long，通常和64位系统的size_t兼容），让payload_size自动提升为宽字节类型：

if ((0ULL + payload_size + 1) * 2 > fw_remaining_size - sizeof(stRecord))

0ULL是8字节无符号类型，payload_size会被隐式提升为同类型，后续的+1和*2都在8字节宽度下进行，不会触发溢出警告。

方案2：用size_t类型的常量参与运算 #

把1U换成size_t类型的常量，让加法运算直接在size_t宽度下进行：

if ((payload_size + static_cast<size_t>(1)) * 2 > fw_remaining_size - sizeof(stRecord))

这里仅转换了常量1，没有转换payload_size，符合要求。也可以用size_t{1}替代static_cast<size_t>(1)，写法更简洁：

if ((payload_size + size_t{1}) * 2 > fw_remaining_size - sizeof(stRecord))

方案3：调整运算顺序（需注意场景） #

把表达式改写为等价形式，让payload_size的运算提前适配宽字节范围：

if (payload_size * 2 + 2 > fw_remaining_size - sizeof(stRecord))

注：该方案仅在payload_size最大值（255）乘以2不会超出当前系统int范围时适用，前两种方案的兼容性更强。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者prakash