在看《深入理解計算機系統》第二版中文版時（Computer Systems A Programmer's Perspective Second Edititon），看到48頁第二章網絡旁注中提到：
C語言中，將TMin32（32位有符號整數的最小值）寫成 -2147483647-1。為什么不簡單地寫成 -2147483648 或者 0x80000000 ?
書中提到是由於補碼表示的不對稱性和C語言轉換規則之間奇怪的交互。補碼表示不對稱性CSAPP講解的通俗易懂，但這里面涉及到什么樣的C語言轉換規則，書中卻沒有說明。
在這篇博文的寫作過程中，搜到了一些很有用的資料，請見本文末尾的參考資料一節。本文中很大部分內容都是參照 CS:APP Web Aside DATA:TMIN:
Writing TMin in C 一文來寫的，然后根據自己的理解添加了一些細節上的東西，力求能夠更加通俗易懂一些，這就是本文存在的意義。
C語言中整型常量的實際類型
首先來看一下C語言中整型常量的定義。
C99標准中 6.4.4.1 Integer constants 中提到：
An integer constant begins with a digit, but has no period or exponent part. It may have a
prefix that specifies its base and a suffix that specifies its type.
可見如果不發生溢出，整型常量的值總是非負數。如果前面出現符號，則是對整型常量使用的一元運算符，而不是整型常量的一部分。
整型常量的實際類型取決於長度、基數、后綴字母和C語言實現確定的類型表示精度。確定整數常量類型的規則比較復雜，並且在非標准C、C89和C99中是不相同的。具體規則可見<<C語言參考手冊》第五版 第二章 2.7.1 整型常量一節。對於本文中提到的場景，下面的這個整數常量的類型表就夠用了。
表一：整數常量的類型
| ISO C90 | ISO C99 | ||
| 十進制(Decimal) | 十六進制(Hexadecimal) | 十進制(Decimal) | 十六進制(Hexadecimal) |
|
int
long
unsigned
unsigned long
|
int
unsigned
long
unsigned long
|
int
long
long long
|
int
unsigned
long
unsigned long
long long
unsigned long long
|
根據C語言版本和常量的格式(十進制和十六進制)，常量的數據類型是從上面表格里選擇第一個最合適（能表示常量而不溢出的）的類型。
對於ISO C90，編譯器依次嘗試int 、long、 unsigned（32位機器上long跟int一樣，是32位）, 最終選擇unsigned來表示。對於 2147483648 和 -2147483648，如果表示為32位的二進制數字，它們的位表示是一樣的,都是0x80000000。所以這個常量表達式（-2147483648）的數據類型為unsigned且值為 2147483648。
對於ISO C99，編譯器依次選擇 int、long、long long,最終選擇long long類型才能容納 2147483648 。用64位，可以唯一表示 2147483648 和 -2147483648，所以這個常量表達式的數據類型為long long,值為 -2147483648。
對於16進制常數 0x80000000（注意，按照C語言中整型常量的定義，這個整數常量是正數，值為2417483648）,在32位機器上，編譯器也是利用同樣的規則，依照表一中的16進制的列表來處理。兩個語言標准中，都是首先跟TMax32（0x7FFFFFFF）比較,由於0x80000000更大，所以這個值不能用int來表示。接下來和UMax32（0xFFFFFFFF)比較，由於比它小一些，所以選擇unsigned來表示。所以這個常量表達式的數據類型是unsigned，值為0x80000000(或者說，是等於2147483648）。
在64位的機器上，事情稍微有些不同。兩個語言標准中，十進制的格式 -2417483648 都是long（64位）類型，值為 -2417483648，然而十六進制格式 0x80000000 都是unsigned類型，值為0x80000000(或者說，是 2147483648)。
用一句話來解釋C語言中TMin32的古怪寫法的原因：雖然-2147483648 這個數值能夠用int類型來表示，但在C語言中卻沒法寫出對應這個數值的int類型常量。
C語言中如何正確表示TMin32呢？
C語言中limits.h中定義了如下兩個宏：
#define INT_MAX 2147483647 #define INT_MIN (-INT_MAX - 1)
ISO C99在stdint.h文件中定義了一些宏 INTN_C、UINTN_C、INTMAX_C與UINTMAX_C，提供對整型常量的長度與類型的可移植性控制。
知道這個有什么用？：
1. 考慮如下代碼：
int dcomp = (-2147483648 < 0); int hcomp = (0x80000000 < 0);
請大家思考一下dcomp和hcomp的值是0還是1？需要考慮編譯器指定的C語言版本和機器位數（字的大小）。
gcc 中，C模式默認的C語言標准是gnu89(ISO C90, 包括一些C99特性）。可以通過 -std 選項來指定C語言的版本。
MSVC支持C90,只支持部分的C99特性。
2. 考慮如下代碼：
int dtmin = -2147483648; int dcomp2 = (dtmin < 0); int htmin = 0x80000000; int hcomp2 = (htmin < 0);
如果你親自在32位和64位機器上用ISO-C90和ISO-C99版本來編譯運行一下，會發現，所有情況下，dcomp2和hcomp2的值都是1。你能解釋一下為什么嗎？
廣告一下吧，在搜 TMin 資料的時候，發現了一本書《一站式學習C編程》,網上有第一版的html的版本，我只看了其中介紹整型 的一節，發現作者寫的通俗易懂，而且是國人寫的，必須得支持啊。
參考資料：
C語言參考手冊第五版 2.7.1 整型常量
深入理解計算機系統 2.2.3 補碼編碼
補充閱讀：
由於補碼的不對稱性，導致在用補碼來表示負數的編譯器中使用abs()函數會有問題
如果TMin32/-1，也會導致同樣的問題
如果您看了本篇博客,覺得對您有所收獲，請點擊右下角的“推薦”，讓更多人看到！
