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服务器之家 - 编程语言 - C/C++ - C语言中无符号数和有符号数之间的运算

C语言中无符号数和有符号数之间的运算

2021-06-01 15:22青儿哥哥 C/C++

C语言中有符号数和无符号数进行运算默认会将有符号数看成无符号数进行运算,其中算术运算默认返回无符号数,逻辑运算当然是返回0或1了。下面通过一个例子给大家分享C语言中无符号数和有符号数之间的运算,一起看看吧

C语言中有符号数和无符号数进行运算(包括逻辑运算和算术运算)默认会将有符号数看成无符号数进行运算,其中算术运算默认返回无符号数,逻辑运算当然是返回0或1了。

unsigned int和int进行运算

直接看例子来说明问题吧

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#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
     int a = -1;
     unsigned int b = 16;
     if(a > b)
         cout<<"负数竟然大于正数了!\n";
     return 0;
}

输出结果为:

C语言中无符号数和有符号数之间的运算

这是因为a和b进行比较的时候,编译器将有符号数a看成了无符号数,然后再和b进行比较,在内存中(32位)

a : 11111111 11111111 11111111 11111111

b : 00000000 00000000 00000000 00010000

看成无符号数,自然是a>b。

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#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
     int a = -1;
     unsigned int b = 16;
     cout<<a + b<<endl;
     int c = -16;
     unsigned int d = 15;
     cout<<c + d<<endl;
     return 0;
}

输出结果为:

C语言中无符号数和有符号数之间的运算

可以看到a+b的结果貌似比较正常,但是c+d和我们想象的好像不太一样。其实4294967295就是11111111 1111111 11111111 1111111就是-1在内存中的形式,看成无符号数就是这个结果啦。所以unsigned int和int做运算会将int看成unsigned int,而且结果也是unsigned int。

unsigned char和char进行运算

看一个颠覆上面逻辑的例子:

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#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
     char a = -16;
     unsigned char b = 14;
     if(a > b)
         cout<<"负数大于正数了!\n";
     cout<<a+b<<endl;
     return 0;
}

输出结果:

C语言中无符号数和有符号数之间的运算

如果按照上面unsigned int和int进行运算的逻辑,这里unsigned char和char进行运算,那应该是a要看成无符号数,所以a的值比较大呀,而且a+b的结果应该是-2对应的无符号数,也就是254才对呀?

之所以会出现上面的结果是因为,C语言中比int小的整型(包括short 、unsigned short 、 unsigned char和char)在运算中都要转换成int然后进行运算。所以上面,无论是逻辑运算a>b还是算术运算a+b中a和b都默认转换成了int,所以算术运算的结果也是带符号的。

但是还需要注意一个问题就是转换成int类型的时候,高位补齐的问题。

如果是unsigned的类型转换成int类型,高位补0.

如果是signed的类型转换成int类型,如果原来最高位是1则补1,如果是0则补0。

比如:

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#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
     char a = -16;
     unsigned char b = 255;
     char c = 255;
     cout<<a+b<<endl;
     cout<<a+c<<endl;
     return 0;
}

C语言中无符号数和有符号数之间的运算

其中char c = 255,在内存中为11111111,最高位是1,转换成int时高位补1,也就是11111111 11111111 11111111 11111111,就是-1

注意:转换成unsigned int类型时,也是一样的。

比如:

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#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
     char a = 255;
     unsigned int b = a;
     cout<<b<<endl;
     char c = 15;
     unsigned int d = c;
     cout<<d<<endl;
     return 0;
}

C语言中无符号数和有符号数之间的运算

a在内存中为11111111,最高位是1,转换时高位补1,也就是

11111111 11111111 11111111 11111111,也就是无符号数2^32

c在内存中为00001111,最高位是0,转换高位补0,也就是

00000000 00000000 00000000 00001111,还是15

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#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
     unsigned char a = 255;
     int b = a;
     cout<<b<<endl;
     unsigned char c = 15;
     int d = c;
     cout<<d<<endl;
     return 0;
}

C语言中无符号数和有符号数之间的运算

对于unsigned char在转换成int或unsigned int时,无论最高位是0还是1,都补0。

对于unsigned short和short进行运算,和char和unsigned char一样,都是要先转换成int,然后再进行运算。

转换时高位补齐的方法也和unsigned char、char一样。

总结

以上所述是小编给大家介绍的C语言中无符号数和有符号数之间的运算,希望对大家有所帮助,如果大家有任何疑问请给我留言,小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对服务器之家网站的支持!

原文链接:http://www.cnblogs.com/qingergege/p/7507533.html

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