c - 将2个字节转换为带符号的16位整数的正确方法是什么？

Question

在this answer中，zwol提出了以下要求:

The correct way to convert two bytes of data from an external source into a 16-bit signed integer is with helper functions like this:

#include <stdint.h>

int16_t be16_to_cpu_signed(const uint8_t data[static 2]) {
    uint32_t val = (((uint32_t)data[0]) << 8) | 
                   (((uint32_t)data[1]) << 0);
    return ((int32_t) val) - 0x10000u;
}

int16_t le16_to_cpu_signed(const uint8_t data[static 2]) {
    uint32_t val = (((uint32_t)data[0]) << 0) | 
                   (((uint32_t)data[1]) << 8);
    return ((int32_t) val) - 0x10000u;
}

上面的哪个函数合适，取决于数组是包含小端还是大端表示。字节序不是这里要讨论的问题，我想知道为什么zwol从转换为0x10000u的uint32_t值中减去int32_t。

为什么这是正确的方法？

在转换为返回类型时，如何避免实现定义的行为？

既然可以假设2的补码表示形式，那么这种更简单的转换将如何失败:return (uint16_t)val;
这个天真的解决方案有什么问题:

int16_t le16_to_cpu_signed(const uint8_t data[static 2]) {
    return (uint16_t)data[0] | ((uint16_t)data[1] << 8);
}

Answer 1

如果int是16位，那么如果return语句中的表达式的值超出int16_t的范围，则您的版本将依赖于实现定义的行为。

但是第一个版本也有类似的问题。例如，如果int32_t是int的typedef，并且输入字节均为0xFF，则return语句中的减法结果为UINT_MAX，当转换为int16_t时，会导致实现定义的行为。

恕我直言，您链接到的答案有几个主要问题。