使用char作为向量索引

Question

假设我有一个字符串和一个由bool组成的向量，根据字符串中的字符，我想将相应的向量索引设置为true。

std::vector<bool> is_present(256, false);
for (int i = 0; i < str.size(); ++i)
{
    is_present[str[i]] = true;
}

据我所知，该标准并没有定义字符的带符号。根据平台的不同，可能是签名的，也可能是未签名的。在大多数平台上，有符号字符将是8位二进制数(-128到127)，无符号字符将是8位无符号整数(0到255)。

如果是这样的话，str[i]是否有可能返回一个负数并导致is_present[str[i]]中的内存故障？或者char被类型转换为vector<bool>::size_type，它是unsigned，因此不会出现问题？

另外，使用vector<bool> is_present(pow(2, CHAR_BIT)), false)比硬编码256更好吗？

Answer 1

如果您希望确定值，请始终将char强制转换为unsigned char。

您可以输入1u << CHAR_BIT来获得所需的大小。

std::vector<bool> is_present(1u << CHAR_BIT, false);
for (int i = 0; i < str.size(); ++i)
{
    is_present[static_cast<unsigned char>(str[i])] = true;
}

Answer 2

如果你真的想这样做，我会使用std::numeric_limits<std::string::char_type>::min()，然后从值中减去它，以确保它总是从0开始，无论字符类型的范围是什么：

#include <string>
#include <vector>
#include <limits>

int main() {
  const std::string str = "hello world";
  std::vector<bool> is_present(256, false);
  for (std::string::size_type i = 0; i < str.size(); ++i) {
    is_present[static_cast<int>(str[i]) - std::numeric_limits<std::string::value_type>::min()] = true;
  }
}

不过，对于向量的初始大小，您也需要使用max()和min()。

Answer 3

整数之间的类型升级首先将值扩展到适当的大小，然后可能会更改类型。这是<cctype>函数最常见的错误之一，人们会“忘记”这些函数只能与正值一起使用，并且char可能会导致负值。例如，在支持ISO-Latin 1(ISO/IEC8859-1:1998)的语言环境中，尝试将我的名字大写将在签署char的平台上产生灾难性的结果。

处理这个问题的正确方法是使用static_cast<unsigned char>(c)，或者，假设你已经包含了<cinttypes>，像std::uint8_t(c)这样的东西。当然，要确定char数组的适当大小，可以使用std::numeric_limits<unsigned char>::max()：使用pow()有点过分。通常，当您需要2的幂时，您宁愿使用移位运算符(在unsigned类型上)，而不是pow()。