C语言中 有符号数、无符号数、整数溢出 (转)

摘要:
C语言中有两种整数算术运算,有符号和无符号。因为无符号数计算的结果仍然是无符号的;此外,当计算无符号数和有符号数时,有符号数将被强制提升为无符号数。当有符号数转换为无符号数时,负数转换为大正数,而正数保持不变。如果需要使用带符号的数字,请记住不要忘记强制转换
  1. #include<stdio.h>  
  2. void main()  
  3. {  
  4.  int l=-1;  
  5.  unsigned int c=135;  
  6. printf("%u ",l+c);  
  7. }  

这个的结果134,而不是我之前认为的很大的正数,实际上需要注意的是-1(0xffffffff)被提升为unsigned int后是一个差1就溢出的unsigned int,所以相加后结果是134。但是如果l=-10000,那么结果就真是一个很大的正数了,因为不涉及溢出了。
C语言中存在两种整数算术运算,有符号型和无符号型。无符号数运算:所有无符号数运算都是以2的n次方为模,(n是结果中的位数)。所以它不存在运算时的没有那种所谓的“溢出”,当它超过范围时,从零开始重新计数!当一个无符号数和有符号数计算的时候,有符号数会自动转化为无符号数参与运算!有符号数运算: 是可能发生“溢出”的,而且“溢出”的结果不固定。

     关于无符号数减去无符号数的用法错误:

if ( i - j >=0) 假如i,j为无符号数,这样写可能会引发错误,即当i小于j的时候,这个式子仍然成立,因为无符号数始终是大于等于零的。例: if ( strlen( a ) >= 10) 与 if (strlen ( b ) -10 >= 0) 这两条语句是不相等的 ,因为strlen函数返回的是无符号数类型。

2015年3月8日追加一点:今天看这个地方有些不明白在网上搜了一下资料发现,无符号数相减,如果被减数小于减数,那么结果会是一个非常大的无符号数,而不是一个想象中的有符号数。所以对于无符号数相减之前需要进行判断,最好做比较的时候使用 if ( strlen( a ) >= 10) 这种方式,而不要使用if (strlen ( b ) -10 >= 0) 这种方式。因为无符号数进行计算的结果还是无符号数;另外无符号数和有符号数计算时,有符号数会被强制转提升无符号数。

例如以下这个例子很有意思:

 

  1. #include<stdio.h>   
  2. int main()   
  3. {   
  4. unsigned int a=6;   
  5. int b=-20;   
  6. printf("%d ",(a+b)>0);   
  7.   
  8. }   

这个小例子可以机器试一下。另外还有几道题不错我也附在最后。

需要注意一点,我在进行程序编写的时候发现一个小问题:


那么unsigned char与signed int相减呢?

  1. #include<stdio.h>  
  2. void main()  
  3. {  
  4.  unsigned char a;  
  5.  int b;  
  6.  a=0;  
  7.  b=2;  
  8.  printf("X=%d ",(a-b)>0);  
  9. }  

   ANSI C规定在无符号整数和有符号整数之间进行强制类型转换时,位模式不应该改变。类型转换并未改变对象的位模式,改变的是位模式的解释方式。

    有符号数转换为无符号数时,负数转换为大的正数(可以理解为原值加上2的n次方),而正数保持不变。

    无符号数转换为有符号数时,对于小的数将保持原值,对于大的数则转换为负数(可以理解为原值减去2的n次方)。


今晚在看C的时候突然想到如果把大于unsigned int的范围的数据赋予 该类型变量,printf出来会是什么样。

  1. void main()  
  2. {  
  3.   unsigned int a;  
  4.   a=7000000000;  
  5.  printf("a=%d ",a);  
  6.  printf("a=%u ",a):  
  7. }  

这两个结果是完全不一样的。


几个小例子:

题目一:

int a = -1;

unsigned int b = 1;

printf("%d", a > b);

结果输出:1

因为无符号数与有符号数比较时,要将有符号数转化为无符号数,再来比较。a转化为无符号数后就是0xFFFFFFFF,肯定大于b

题目二:

char a = -1;

unsigned char b = 1;

printf("%d", a > b);

结果输出:0

奇怪了,怎么会这样?这是因为两者被提升为int了,a提升为int就表示-1,b提升为int 就是1,前者小于后者。注意了这里不是像题目一里一样简单的把char转化为unsigned char了

题目三:

int a = -1;

unsigned char b = -1;

printf("%d ", a < b);

结果输出是:1

原因在于要把b提升为int就是255当然大于-1了,unsigned char 先提升为int,送入int的低八位中,高位全部补零。

题目四:

char a = -1;

unsigned int b = -1;

printf("%d ", a == b);

结果输出:1

原因是char类型被扩展为unsigned int后与b相等,同为0xFFFFFFFF

小于int的提升到int,int之后都是从signed -> unsigned

对于浮点数来说,浮点数(float,double)实际上都是有符号数,unsigned 和signed前缀不能加在float和double之上,当然就不存在有符号数根无符号数之间转化的问题了。

一定要记住如果需要使用有符号数时不要忘记强制转换

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