C語言中的無符號擴展和有符號擴展

前言

C語言中，當不同類型的數據進行運算時，會發生強制或隱式類型的轉換，通常是低精度的數據類型擴展到高精度類型。
這就得考慮擴展時是補0還是補1了。

擴展原則

1.有符號的數據類型，在向高精度擴展時，總是帶符號擴展
2.無符號的數據類型，在向高精度擴展時，總是無符號擴展

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對於char類型ca，有符號，且 \(128_{10}=1000\quad0000_2\) 溢出，第一位為符號位，它擴展成unsigned short時，帶符號位擴展，符號位為1，故在前面補1，結果是1111 1111 1000 0000。而對於unsigned char 類型的ucb，二進制是1000 0000，無符號，擴展成unsigned short時往前補0，結果是0000 0000 1000 0000，相加結果為1 0000 0000 0000 0000。由於unsigned short是二字節，舍棄最前面的1，所以得到0x0。

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②情況和1一樣，只是將ucb顯示強制轉換為unsignedshort，所以得到0x0。

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③ca先強制轉換為unsigned char，仍然是1000 0000，注意此時轉換后已經是一個無符號數，所以再往unsigned short擴展時，為無符號擴展，結果為0000 0000 1000 0000，ucb擴展后也是0000 0000 1000 0000，相加結果為0000 0001 0000 0000，所以結果為0x100。

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④ca轉為unsigned short，帶符號擴展，為1111 1111 1000 0000，ucb先強制轉換為char，然后再轉為unsigned short，此時也要帶符號擴展，所以也是1111 1111 1000 0000，兩數相加，得到1 1111 1111 0000 0000，所以結果為0xff00。