C で `toupper()` と `to lower()` を使用する前に `char` を `unsigned char` にキャストする必要がありますか?

文字操作関数を呼び出す前に Unsigned Char にキャストする

C では、事前に char 引数を unsigned char にキャストする必要があるかどうかという疑問が生じます。 から toupper() や to lower() などの関数を呼び出します。ヘッダ。この混乱は、対照的な視点から生じています。

一部の専門家は、未定義の動作を防ぐにはキャストが重要であると主張しています。 C 標準によれば、toupper() に渡される引数は unsigned char として表現できるか、EOF に等しい必要があります。引数に他の値がある場合、動作は未定義です。

プレーン char は符号付きまたは符号なしのいずれかの表現を持つことができ、符号付きの場合、負の char 値が toupper() に渡されたときに未定義の動作を引き起こす可能性があります。これは、toupper() が int 引数を予期しており、負の符号付き char を int に暗黙的に変換すると負の値が返されるために発生します。

たとえば、次のような初期化を考えます。

string name = "Niels Stroustrup";

name[0] が負になる可能性があるため、プレーン char が署名されている場合、式 toupper(name[0]) は危険です。これを回避するには、unsigned char へのキャストが推奨されます。

char c = name[0];
c = toupper((unsigned char)c);

他の専門家は、キャストは不要だと主張しています。彼らは、C 標準では基本文字セットのメンバーに対して負でない値が保証されていると指摘しています。したがって、有効な文字で初期化された文字列の場合、未定義の動作が発生するリスクはありません。

Bjarne Stroustrup 自身が、著書『The C Programming Language』の中でキャストなしで toupper() を使用する方法を示しています。彼は char が署名されていないと想定しているようですが、常にそうとは限りません。

実装では、関数は一般にルックアップ テーブルを使用して文字操作を実行します。このようなテーブルに負の値を渡すと、インデックス範囲外エラーが発生する可能性があります。それでも、toupper() は負の値を許容するように実装できますが、そのような動作は必須ではありません。

最終的には、正しいアプローチはプラットフォームとコンパイラの実装によって異なります。疑わしい場合は、toupper() や to lower() などの文字操作関数を呼び出す際の未定義の動作を避けるため、unsigned char へのキャストが安全かつ保守的な方法です。

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