03 整数提升、有符号与无符号溢出

1. 整数提升

在 C 语言中，char、short 等较窄整数类型参与多数算术运算前，会先发生整数提升：如果 int 能表示该类型的所有值，就提升为 int；否则提升为 unsigned int。

uint8_t a = 200, b = 100;
int x = a + b;        // 300（常见 32 位 int 平台）
uint8_t y = a + b;    // 44：300 % 256

要区分表达式的计算类型与赋值后的目标类型。例如，uint16_t 在常见 32 位 int 平台上参与乘法时，也通常先提升为 int。

类型	超出范围时	C 语言规则
无符号整数	按 `2^N` 取模回绕	有定义，但可能造成逻辑错误
有符号整数	溢出	未定义行为（UB），不能依赖回绕结果

以 uint8_t 为例，范围为 0～255：

uint8_t n = 255;
n++;  // 0
n--;  // 255

无符号整数减法同样可能回绕。注意：无符号转换的回绕与中间有符号表达式溢出是两回事；把结果赋给无符号变量，并不会修复之前已经发生的未定义行为。

混合运算会执行通常算术转换，确定共同的运算类型。不能仅凭数值直觉判断结果。

在 int 和 unsigned int 均为 32 位的环境中，二者混合运算时，int 会转换为 unsigned int。因此负数参与比较或计算时，可能转为很大的无符号值。

分析顺序：先看整数提升 → 再看通常算术转换 → 确认运算类型及范围 → 最后看赋值转换。

直接写 used + len <= capacity 可能因为无符号加法回绕而误判容量足够。

if (used <= capacity && len <= capacity - used) {
    // 容量足够
}

先检查 used 没有超过容量，再用剩余空间判断；利用 && 短路求值避免非法减法产生回绕。这种写法适合数据包解析和缓冲区追加操作。

无符号计数器发生一次回绕时，可以用同类型的无符号减法计算两次采样之间的差值。前提是两次采样间实际增量小于一个完整计数周期；超过或等于一圈就无法仅靠差值还原真实次数。