Преобразование отрицательного числа в потоке C++

Я столкнулся с проблемой, когда C++ пытался прочитать текстовый файл, заполненный целыми числами со знаком, в шестнадцатеричной форме и проанализировать их по векторам. Я использовал поток C++ для перенаправления переменных (stream >> var), и кажется, что отрицательные числа анализируются неправильно - переменная получает значение 0, и устанавливается флаг сбоя потока.

Если я попытаюсь преобразовать строку с помощью функции strtol(), результаты будут такими, как ожидалось. Аналогичным образом, если я попытаюсь сначала перенаправить поток в целое число без знака и затем преобразовать переменную в целое число со знаком, результаты снова будут правильными, и об ошибке потока не сообщается.

Я использую gcc 6.3.0 в Debian 9.1 (x64), работающем в системе Xeon E5-2643 v3.

Кто-нибудь еще испытывал эту проблему? Я ожидал бы, что преобразование будет работать так же, как функция strtol, и не сообщать об ошибках потока. Я пропускаю некоторые настройки потока / забываю вызвать какую-то функцию или установить какой-либо флаг здесь?

Любые предложения будут ценны.

Ниже приведен пример программы на C++, демонстрирующей эту проблему.

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstdint>


int main()
{
  const char* minus_one = "0xffffffff";

  std::stringstream ss;
  ss << minus_one;

  std::cout << "input string    : " << ss.str() << "\n"; // outputs "0xffffffff"

  // C-style conversion
  int32_t cint;
  cint = strtol(ss.str().c_str(), NULL, 0);
  std::cout << "strtol conv     : " << cint <<  " (" << std::hex << cint << ")\n"; // outputs "-1 (ffffffff)"
  std::cout << std::dec;

  // C++-style conversion
  int32_t cppint;
  ss >> std::hex >> cppint;
  std::cout << std::dec << "ssextr conv     : " << cppint <<  " (" << std::hex << cppint << ")\n"; // outputs "0 (0)" <- ERROR
  std::cout << std::dec;
  if (ss.fail()) std::cout << "Error converting number.\n";

  // C++-style conversion with cast
  uint32_t cppuint;
  int32_t cppint2;
  ss.clear();
  ss.str(minus_one);
  ss >> std::hex >> cppuint;
  cppint2 = (int32_t)cppuint;
  std::cout << std::dec << "ssextr cast conv: " << cppint2 <<  " (" << std::hex << cppint2 << ")\n"; // outputs "-1 (0xffffffff)"
  std::cout << std::dec;
  if (ss.fail()) std::cout << "Error converting number.\n";

  exit(EXIT_SUCCESS);
}
Источник

3 ответа

Решение
int32_t cint;
cint = strtol(ss.str().c_str(), NULL, 0);

This reads the value 0xffffffff в long, then converts that to int32_t, Если long is larger than 32-bits the strtol works and returns 0xffffffff ie 4294967295, and converting that to int32_t produces -1. But that's not the same as reading a negative number from the string (and if long is 32-bits then it doesn't work as you expect, instead it returns LONG_MAX and converts that to int32_t, который 0x7fffffff).

int32_t cppint;
ss >> std::hex >> cppint;

This tries to read the value 0xffffffff в int32_t but the value 0xffffffff doesn't fit in that type, so reading the value fails (just like it fails with strtol когда long is 32-bits).

A closer equivalent to your strtol version would be:

int32_t cppint;
long l;
if (ss >> std::hex >> l)
  cppint = l;
else
  // handle error ...

It's unreasonable to expect to be able to read the value 0xffffffff into a signed 32-bit integer. strtol and istreams do not read bit patterns, they read numbers, and the number 0xffffffff doesn't fit in a signed 32-bit integer.

Источник

Если первый шестнадцатеричный бит f, тогда C++ делает его "большим числом": "0x7fffffff". Кажется, что C++ не хочет выражать это как отрицательное число. Как это:

const char* minus_one = "0xf0000000";   //ssextr conv     : 2147483647 (7fffffff)
std::stringstream ss;
ss << minus_one;

// C++ style conversion
int32_t cppint;
ss >> std::hex >> cppint;
std::cout << std::dec << "ssextr conv     : " << cppint <<  " (" << std::hex << cppint << ")\n"; 
std::cout << std::dec;
if (ss.fail()) {
    std::cout << "Error converting number.\n";
}
Источник

Проблема в том, что шестнадцатеричная запись документирована для целых чисел без знака. strtol является функцией C и, по-видимому, является более терпимым к шестнадцатеричному представлению отрицательного целого числа, и внутренне считывает строку как значение без знака, а затем повторно интерпретирует ее как значение со знаком. Но даже в C такая обработка не указана для strtol и для преобразования значения без знака, которое не может быть представлено в типе со знаком, либо результат определяется реализацией, либо генерируется сигнал, определяемый реализацией. (из черновика 1570 для C11 6.3.1.3 [Преобразования] Целые числа со знаком и без знака)

Вполне вероятно, что это работает таким образом, чтобы не ломать тонны унаследованного кода, но C++ является более новым языком, и разработчики решили быть более строгими для шестнадцатеричного представления.

Источник
Другие вопросы по тегам