型変換について質問です。(C++)

Question

前提・実現したいこと

C++を利用して-250から250の乱数を生成したいが、型変換の問題なのか期待するものが得られません。

発生している問題・エラーメッセージ

なし

該当のソースコード

#include <iostream>
#include <random>


int main() {
	std::random_device rnd;
	//結構な確率で4294967110くらいの大きな数字が返却される
	std::cout << "異常な動作\n";
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		std::cout << (rnd() % 500) - 250 << "\n";
	}

	//500で割るだけなら0~499が返却される
	std::cout << "\n\n正常な動作\n";
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		std::cout << (rnd() % 500) << "\n";
	}
}

試したこと

問題自体は解決してはいてint(rnd() % 500) - 250;とすればほしいものが出力はされるのですが理由が分かりません

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

ここにより詳細な情報を記載してください。

Answer 1

rnd()が返す値の型result_typeはunsigned intだからです。
std::random_device

Answer 2

distributionちゃんとつかえばいいのに

#include <iostream>
#include <random>

int main() {
    std::random_device rnd;
    // -250～250 の一様分布
    std::uniform_int_distribution<> dist(-250,250);
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        std::cout << dist(rnd) << "\n";
    }
}

Answer 3

質問への回答ではありませんが、-250 から 250 までの 501種類の値が得たいのなら、
int(rnd() % 501) - 250 にしないと、250 という値は得られません。

Answer 4

こんにちは。

unsignedからunsinedを引いた結果もまたunsignedです。
なので結果が負になる場合は、アンダーフローが発生し巨大な値になるはずです。

整数変換のルールを理解するの「通常の算術型変換」にある下記ルールによるものと思います。

1. 両方のオペランドが同じ型をもつ場合、更なる型変換は行わない。

---

【追記】
asmさんのご指摘より、当回答は間違いでしたので訂正させて下さい。

unsigned - signed（250はint型です）なので、同ページにある下記ルールが適用されそうです。

1. そうでない場合、符号無し整数型を持つオペランドが、他方のオペランドの整数変換の順位より高い又は等しい順位をもつならば、符号付き整数型をもつオペランドを、符号無し整数型をもつオペランドの型に変換する。

つまり、signedをunsignedへ変換するので、結局unsigned - unsignedとなりアンダーフローするということのようです。

Comments

[asm]

横からすいません。疑問なのですが
http://eel.is/c++draft/lex.icon#3 より
サフィックスのない十進整数リテラルは符号付きになるはずですよね？

[Chironian]

asmさん
あ、たしかにその通りですね！！
ならば、unsigined - signedだから、他のルールが適用されている筈ですね。
ご指摘ありがとうございます。

[asm]

数値リテラル側にlサフィックス付けると結果が変わる事が不思議でしたが
なるほど、
unsigned intとintだとunsigned intに揃えられ
unsigned intとlongだとlongに揃えられる感じなのですね。