C语言中的无符号数和有符号数

来源:互联网 发布:java电商架构 编辑:程序博客网 时间:2024/04/29 19:13
在C语言中,当一个无符号数和一个有符号数进行比较运算时,有符号数会被隐含的转换成无符号数,并假设这两个数都是非负数,然后进行比较运算。当把一个有符号数转换成无符号数时,其底层的二进制表示没有改变,仅仅是对其进行了不同的解释。这样,由于这两个原因就会出现上面的结果。
首先分析一下2:
-1的二进制补码表示是32个1。而0U的二进制补码表示是32个0.在比较的时候,-1被当做无符号数,也就是把32个1当做无符号数和32个0的无符号数比较,显然,32个1要大于32个0.所以,2的结果是1.
再看看3,-2147483647的二进制补码表示是1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000, -1的补码表示是32个1,两个相加,也就是补码异或,得到0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111,这个结果是溢出的。由于前一个的操作数是无符号数,因此,前面的计算结果被当做无符号数来处理,因此,这两个数是相等的。所以结果是0.对于4,2147483648U被转换成有符号数是-1,所以4的结果是1.

 ANSI C规定在无符号整数和有符号整数之间进行强制类型转换时,位模式不应该改变。类型转换并未改变对象的位模式,改变的是位模式的解释方式。     有符号数转换为无符号数时,负数转换为大的正数(可以理解为原值加上2的n次方),而正数保持不变。     无符号数转换为有符号数时,对于小的数将保持原值,对于大的数则转换为负数(可以理解为原值减去2的n次方)。

符号数与无符号数之间运算问题
以下实验均在virual c++6中运行通过
这个问题测试是否懂得C语言中的整数自动转换原则,有些开发者懂得极少这些东西。当表达式中存在有符号类型和无符号类型时所有的操作数都自动转换为无符号类型。因此,从这个意义上讲,无符号数的运算优先级要高于有符号数,这一点对于应当频繁用到无符号数据类型的嵌入式系统来说是丰常重要的。 
首先进行一个实验,分别定义一个signed int型数据和unsigned int型数据,然后进行大小比较:
    unsigned int a=20;
    signed int b=-130;
a>b?还是b>a?实验证明b>a,也就是说-130>20,为什么会出现这样的结果呢?
这是因为在C语言操作中,如果遇到无符号数与有符号数之间的操作,编译器会自动转化为无符号数来进行处理,因此a=20,b=4294967166,这样比较下去当然b>a了。
再举一个例子:
 unsigned int a=20;
 signed int b=-130;
 std::cout<<a+b<<std::endl;
结果输出为4294967186,同样的道理,在运算之前,a=20,b被转化为4294967166,所以a+b=4294967186

减法和乘法的运算结果类似。

如果作为signed int型数据的b=-130,b与立即数之间操作时不影响b的类型,运算结果仍然为signed int型:
signed int b=-130;
std::cout<<b+30<<std::endl;
输出为-100。

而对于浮点数来说,浮点数(float,double)实际上都是有符号数,unsigned 和signed前缀不能加在float和double之上,当然就不存在有符号数根无符号数之间转化的问题了。


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