有符号数与无符号数比较的坑
一个小demo
在c/c++ 的项目编译时经常会遇到 “comp.c:59:42: warning: comparison between signed and unsigned integer expressions [-Wsign-compare]” 这种错误。作为一个”合格的程序员“ 对这种编译告警，通常的处理是忽略，毕竟大家一致的观点是：只有“warning”不算问题！
下面给出一个小case：
```c
#include <stdio.h>
int sum_elements(int a[], unsigned int length)
{
int i;
int result = 0;
for (i = 0; i <= length - 1; i++) // 故意写成 length - 1
result += a[i];
return result;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int a[] = {1, 2, 3};
int m = sum_elements(a, 0); // 故意传 0
printf("%d\n", m);
return 0;
}
一路轻车熟路，编译运行，但是得到了一个段错误。。。
➜ ~ c++ -Wall -g xx.c
xx.c: 在函数‘int sum_elements(int*, uint32_t)’中:
xx.c:7:23: 警告：comparison of integer expressions of different signedness: ‘int’ and ‘uint32_t’ {aka ‘unsigned int’} [-Wsign-compare]
7 | for (int i = 0; i <= length - 1; i++)
| ~~^~~~~~~~~~~~~
➜ ~ ./a.out
Segmentation fault (core dumped)
➜ ~
如上一个漏洞百出的 demo，暴露了一个很容易忽略的坑。
无符号数带来的问题
如前面示例所示，无符号数与有符号数比较时带来的问题是最容易忽略的，也有可能是最致命的。如果循环中出现无符号数可能会引起死循环，数组中出现无符号可能会导致数组越界。这当然不能把问题归咎于无符号数，更应该说是有符号数带来的思维定势引起的问题。
无符号数带来的问题通常是在数值比较时，与无符号数溢出时才会体现。分别是默认的类型转换与边界条件检测不正确导致的。
既然无符号会有问题，那么我们是不是可以抛弃呢？？？ 你可以采用java那套做法，在习惯上从不使用无符号数（java有这种方案），但是你会在默写特定场景遇到问题：如网络编程，串口读写。。。
如何合理的使用无符号数？这是问题的核心了！下面是我总结的一些内容：
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在位运算、模运算、等利用较多的算法实现中（比如各种加密学算法、编码、压缩算法等）使用无符号数
有符号数的符号位在进行位运算时候会造成一些迷惑，位运算中如果采用无符号数会大大减少处理问题时对语言上的思考，可以更专心关注实际问题。 -
在网络收发，串口读写时候使用无符号数
TCP/IP 经常遇到无符号数，比如 IP 的表示，我们可以用 ip2long 把点分十进制 ip 转成一个 unsigned int 来表示，这会带来很大方便。串口读写的流更多的是用 unsigned char ，最常见的一个问题是 unsigned char 可以避免日志输出时候按照有符号输出造成的 ‘0xff’ 迷惑人的前缀。 -
避免有符号数与无符号数的直接接触，包括比较、数值运算
无符号数与有符号数比较时，编译器会发出警告。同时编译器内部也存在一套默认的类型转换规则（编译器自动进行，用户无感知）。大致分为3类（如有错误请指正）（说明：在计算机里，负数使用反码表示的）
先定一下规则：
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有符号（int）
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无符号（unsigned int）
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非无符号（如 unsigned char）
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非有符号（如 char）
有符号与无符号比较：有符号数会转换成无符号数来进行比较（如int 与 unsigned int 比较，int 转换成 unsigned int）。
有符号与非无符号数比较：非无符号转化成有符号（如int 与 unsigned char比较，unsigned char 转换成 int）。
无符号与非有符号数比较：非有符号转化成有符号（如unsigned int 与 char比较，char 转换成 unsigned int）。
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不要只因为某个数不可能为负就用无符号数
因为这虽然看起来很合要求，但是当无符号溢出时候带来的问题却很可能致命。
