warning: comparison between signed and unsigned integer expressions

Pokud ve svém C či C++ programu porovnáváte znaménková a bezznaménková čísla, používáte překladač GCC a máte zaplá varování, tak jste se již určitě setkali s varováním warning: comparison between signed and unsigned integer expressions. Toto varování bývá velmi často přehlíženo, a to mnohdy z toho důvodu, že dotyčnému není jasné, kde by mohl vzniknout problém. Cílem tohoto krátkého příspěvku je na tento problém poukázat.

Pro zjednodušení budu mluvit pouze o ISO C99 (v ISO C++98 je situace obdobná, neřku-li stejná). Mějme následující kód:

int i;
unsigned int j;
// ... přiřazení hodnot do proměnných i a j
if (i < j) {
    // ...
}

Když program s daným kódem přeložíte pomocí GCC, tak dostanete výše uvedené varování. Kde může být problém? Pokud bude proměnná i obsahovat pouze nezáporné hodnoty, tak porovnání (2) proběhne dle očekávání. Problém může nastat, pokud i obsahuje zápornou hodnotu. Mějme např. i = -1 a j = 1. Výsledek i < j by tudíž měl být 1. Když ale program spustíte, zjistíte, že tomu tak není. Proč?

Dle normy, konkrétně sekce 6.3.1.8, se před vlastním porovnáním hodnoty typu int a unsigned int provede konverze hodnoty typu int na hodnotu typu unsigned int. Tudíž, z -1 se stane velmi vysoké číslo (konkrétně UINT_MAX). To se následně porovná s hodnotou 1 a výsledkem je, k velkém překvapení, to, že i > j. Proto, pokud v programu porovnáváte znaménková a bezznaménková čísla, dobře se ujistěte, že nebudete porovnávat záporná čísla s kladnými, jinak vás může zaskočit nemilé chování vašeho programu.