C語言中無符號數和有符號數之間的運算

               C語言中無符號數和有符號數之間的運算

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<<"負數竟然大於正數了！\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<<"負數大於正數了！\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，至於為什么選擇轉換為int，應該是從效率上考慮的，因為通常情況下int的長度被定義為機器處理效率最高的長度，比如32位機上，一次處理4個字節效率是最高的，所以雖然short（我機器上占2個字節）更節省內存，但是在運算中的效率，是int更高。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;

}

 

 

 

對於unsigned char在轉換成int或unsigned int時，無論最高位是0還是1，都補0。

 

對於unsigned short和short進行運算，和char和unsigned char一樣，都是要先轉換成int，然后再進行運算。

轉換時高位補齊的方法也和unsigned char、char一樣。

 

 

如果你覺得對你有用，請贊一個吧