C語言中無符號數和有符號數之間的運算

2020-01-26 13:55:36

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供稿：網友

C語言中有符號數和無符號數進行運算（包括邏輯運算和算術運算）默認會將有符號數看成無符號數進行運算，其中算術運算默認返回無符號數，邏輯運算當然是返回0或1了。

unsigned int和int進行運算

直接看例子來說明問題吧

#include <iostream>using namespace std;int main(){     int a = -1;     unsigned int b = 16;     if(a > b)         cout<<"負數竟然大于正數了！/n";     return 0;}

輸出結果為：

這是因為a和b進行比較的時候，編譯器將有符號數a看成了無符號數，然后再和b進行比較，在內存中（32位）

a : 11111111 11111111 11111111 11111111

b : 00000000 00000000 00000000 00010000

看成無符號數，自然是a>b。

#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;}

輸出結果為：

可以看到a+b的結果貌似比較正常，但是c+d和我們想象的好像不太一樣。其實4294967295就是11111111 1111111 11111111 1111111就是-1在內存中的形式，看成無符號數就是這個結果啦。所以unsigned int和int做運算會將int看成unsigned int，而且結果也是unsigned int。

unsigned char和char進行運算

看一個顛覆上面邏輯的例子：

#include <iostream>using namespace std;int main(){     char a = -16;     unsigned char b = 14;     if(a > b)         cout<<"負數大于正數了！/n";     cout<<a+b<<endl;     return 0;}

輸出結果：

如果按照上面unsigned int和int進行運算的邏輯，這里unsigned char和char進行運算，那應該是a要看成無符號數，所以a的值比較大呀，而且a+b的結果應該是-2對應的無符號數，也就是254才對呀？

之所以會出現上面的結果是因為，C語言中比int小的整型（包括short 、unsigned short 、 unsigned char和char）在運算中都要轉換成int然后進行運算。所以上面，無論是邏輯運算a>b還是算術運算a+b中a和b都默認轉換成了int，所以算術運算的結果也是帶符號的。

但是還需要注意一個問題就是轉換成int類型的時候，高位補齊的問題。

如果是unsigned的類型轉換成int類型，高位補0.

如果是signed的類型轉換成int類型，如果原來最高位是1則補1，如果是0則補0。

比如：

#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;}

其中char c = 255，在內存中為11111111，最高位是1，轉換成int時高位補1，也就是11111111 11111111 11111111 11111111，就是-1

注意：轉換成unsigned int類型時，也是一樣的。

比如：

#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;}

a在內存中為11111111，最高位是1，轉換時高位補1，也就是

11111111 11111111 11111111 11111111，也就是無符號數2^32

c在內存中為00001111，最高位是0，轉換高位補0，也就是

00000000 00000000 00000000 00001111，還是15

#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;}