C++中vector.size()参与条件判定时if语句未按预期跳转的问题

问题根因 #

这个问题是C++的隐式类型转换规则导致的，属于代码写法错误，和编译器bug无关：

• std::vector::size()的返回值是标准规定的size_t类型，这是无符号整数类型
• 表达式digits.size() - 1 - i运算时，所有参与运算的有符号值（常量1、int类型的i）都会被隐式提升为size_t类型，整个表达式的最终结果也是size_t无符号类型
• 无符号类型的取值范围永远大于等于0，因此(size_t类型的值) < 0这个判断在编译期就能确定永远为假，编译器会直接优化掉条件判断逻辑，生成无条件跳转到else分支的指令，也就是你反汇编里看到的jmp操作。

为什么Debugger显示表达式值为true #

Debugger展示表达式结果时，默认会把运算结果转换为有符号整数显示，你看到的-1是转换后的有符号值，而编译器实际做判断时用的是无符号值，此时运算的无符号结果是一个极大的正数（因为无符号数减法下溢），自然永远不满足小于0的条件。

为什么存入int变量后逻辑正常 #

你把无符号的运算结果赋值给有符号int类型的test变量时，值会做一次显式的类型转换，下溢的无符号值会被转换为对应的负有符号值，此时test < 0是两个有符号整数的比较，逻辑自然符合预期。

修复方案 #

只要在运算前把size()的返回值强制转换为有符号类型即可，示例：

if ((int)digits.size() - 1 - i < 0) {
    // 正常执行逻辑
}

注意：如果你的业务场景中vector长度可能超过int的最大值（leetcode题目场景几乎不会出现这个情况），可以换用int64_t等更大范围的有符号类型做转换。

这个行为是C++标准规定的，所有符合标准的编译器（GCC、Clang、MSVC）都会有相同的处理，不是某个编译器特有问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者xbeckers