Warum führt das Subtrahieren von 1 von der Größe eines leeren Vektors in C zu einer großen positiven Zahl anstelle von -1?

Abweichung der Vektorgröße mit leerem Vektor in C

Bedenken Sie den folgenden Code:

#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    vector<int> value;
    cout << value.size() << endl;  // output 0
    cout << value.size() - 1 << endl;  // output 18446744073709551615
}

Der Code gibt 0 aus für den ersten cout, was wie erwartet einen leeren Vektor anzeigt. Der zweite Zähler gibt jedoch eine große positive Zahl aus (18446744073709551615). Warum ist es nicht -1, wie man intuitiv erwarten könnte?

Vorzeichenlose Typen verstehen

Um dieses Verhalten zu verstehen, müssen wir den Typ der Vektorgröße berücksichtigen Funktion. vector::size() gibt einen size_t-Wert zurück, der ein vorzeichenloser Datentyp ist. Vorzeichenlose Datentypen können nur positive Zahlen und 0 darstellen. Negative Zahlen können mit diesen Typen nicht dargestellt werden.

Wenn wir 1 von der Größe eines leeren Vektors subtrahieren, erhalten wir wie erwartet den Wert -1. Da size_t jedoch ohne Vorzeichen ist, läuft der Wert -1 auf den größten positiven Wert über, den dieser Datentyp darstellen kann, in diesem Fall 18446744073709551615.

Daher zeigt die zweite cout-Anweisung eher das Ergebnis dieses Überlaufs an als der erwartete -1-Wert.

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