C语言中的无符号扩展和有符号扩展

前言

C语言中，当不同类型的数据进行运算时，会发生强制或隐式类型的转换，通常是低精度的数据类型扩展到高精度类型。
这就得考虑扩展时是补0还是补1了。

扩展原则

1.有符号的数据类型，在向高精度扩展时，总是带符号扩展
2.无符号的数据类型，在向高精度扩展时，总是无符号扩展

例子

#include <cstdio>
#include<cstdlib>
int main(){
    char ca=128;
    unsigned char ucb=128;
    unsigned short usc=0;
    //①
    usc=ca+ucb;
    printf("%x\n",usc);
    //②
    usc=ca+(unsigned short)ucb;
    printf("%x\n",usc);
    //③
    usc=(unsigned char)ca+ucb;
    printf("%x\n",usc);
    //④
    usc=ca+(char)ucb;
    printf("%x\n",usc);

    system("pause");
}

①对于char类型ca，有符号，且 \(128_{10}=1000\quad0000_2\) 溢出，第一位为符号位，它扩展成unsigned short时，带符号位扩展，符号位为1，故在前面补1，结果是1111 1111 1000 0000。而对于unsigned char 类型的ucb，二进制是1000 0000，无符号，扩展成unsigned short时往前补0，结果是0000 0000 1000 0000，相加结果为1 0000 0000 0000 0000。由于unsigned short是二字节，舍弃最前面的1，所以得到0x0。

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②情况和1一样，只是将ucb显示强制转换为unsignedshort，所以得到0x0。

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③ca先强制转换为unsigned char，仍然是1000 0000，注意此时转换后已经是一个无符号数，所以再往unsigned short扩展时，为无符号扩展，结果为0000 0000 1000 0000，ucb扩展后也是0000 0000 1000 0000，相加结果为0000 0001 0000 0000，所以结果为0x100。

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④ca转为unsigned short，带符号扩展，为1111 1111 1000 0000，ucb先强制转换为char，然后再转为unsigned short，此时也要带符号扩展，所以也是1111 1111 1000 0000，两数相加，得到1 1111 1111 0000 0000，所以结果为0xff00。