C++不同数字类型之间的比较

在kmp.cpp中的循环，循环判断下标（int类型）与std::string::size_type类型比较发生了循环只执行一部分的问题。

int i = j = 0
while (i < s.size() && j < p.size())
{
// some codes may make j -1;
}

在这段代码当中，出现了j < p.size()但是却不运行循环的情况。原因是当j为-1的时候，j > p.size(), 因为unsigned/signed类型。

string s = "ababababababababababababababababababcaHello world!";
int i = -1;
cout << "i < s.size():" << (i < s.size()) << endl;
size_t ui = i;
cout << "ui:" << ui << endl;
cout << "ui == i:" << (ui == i) << endl;
/* ouputs:
i < s.size():0
ui:18446744073709551615
ui == i:1
*/

string::size()类型是无符号类型。所以使用关系运算符会出现问题。但是继续观察剩下部分demo，发现ui==i为true，而且ui的字节随着32/64位机器改变，底层的比较依旧为true，这是一个feature。应该设计机组的底层实现的知识。负数的二进制表达。

查看《计算机组成与设计：硬件/软件接口（亚洲版）》2.4 signed and unsigned numbers部分知识得到： Negating this number by inverting the bits and adding one.

所以-1对于int32为：00000...001 -> 111...1110, + 1, 11111...111，32个1。对于size_t ui = 18446744073709551615 为2 ^ 64 - 1， 也就是111111...1111， 64个1，所以他们X相等。

unsigned long ul = 0xFFFFFFFFFFFFFFFF; // 16个F， 16^16-1
int si = -1;
cout << ul << endl;
cout << "si==ul:" << (ul == si) << endl;
/*
18446744073709551615
si==ul:1
*/

可以看出，应该是从右边开始进行逻辑与比较，大小为小的一方。