Bug | priority_queue.size()无符号整型进行减法运算引发的惨案

问题描述：使用优先队列（priority_queue）来实现大根堆和小根堆。在维护两个堆平衡的过程中，需要使用 priority_queue.size() 来判断两个堆的大小。因为 .size() 返回的是无符号类型，直接进行减法运算会导致错误。

错误代码

if(max_heap.size() - min_heap.size() > 1) Balance(1);
else if(min_heap.size() - max_heap.size() > 1) Balance(0);

对无符号类型进行减法运算时，如果结果为负数，C++ 会将其转换为一个非常大的无符号整数。这可能会导致条件判断失误，进而导致代码逻辑错误。

正确代码

（1）推荐：避免直接对无符号类型进行减法运算

if(max_heap.size() > min_heap.size() + 1) Balance(1);
else if(min_heap.size() > max_heap.size() + 1) Balance(0);

（2）不推荐：实在想用减法就用一个整型捕捉减法的结果

int cmp = max_heap.size() - min_heap.size();
if(cmp > 1) Balance(1);
else if(cmp < -1) Balance(0);

理解示例代码

#include<iostream>
#include<queue>
#include<typeinfo>
using namespace std;
priority_queue<int> heap;

int main(){
	unsigned a=0, b=4;
	if(a - b > 1){
		cout << "a - b = " << a-b << endl;
		cout << "type of a: " << typeid(a).name() << endl;
		cout << "type of b: " << typeid(b).name() << endl;
		cout << "type of priority_queue.size(): " << typeid(heap.size()).name() << endl;
	}
	return 0;
}

示例代码输出

a - b = 4294967292
type of a: j
type of b: j
type of priority_queue.size(): y

经验总结

（1）判断条件：尽量不要用减法，避免无符号整型减法造成的错误。

（2）priority_queue.size() 返回的类型是无符号类型，不适合直接作差。