c语言深度剖析(2)—有符号与无符号

1. 数据类型

1.1 计算机中的符号位

有符号编码规则：数据的最高位用于标识数据的符号
- 最高位为1，表示这个数为负数
- 最高位为0，表示这个数为正数
无符号编码规则：数据的最高位不代表符号位
- 计算机不知道数据的正负，看人怎么看待

1.2 编程实验

有符号数的符号位

#include <stdio.h>int main()
{char c = -5;short s = 6;int i = -7;// 判断最高位是否是0，0表示正数，1表示负数printf("%d\n", ((c & 0x80) != 0));      // 1，按位与，结果非0为负数printf("%d\n", ((s & 0x8000) != 0));     // 0，为正数printf("%d\n", ((i & 0x80000000) != 0));  // 1，为负数system("pause");return 0;
}

2. 有符号数的表示法

在计算机内部用补码表示有符号数
正数的补码（原码，反码）为正数本身
负数的补码为负数的绝对值各位取反后加1
- 8位整数5的补码为： 0000 0101
- 8位整数-7的补码为：1111 1001
- 16位整数20的补码为：0000 0000 0001 0100
- 16位整数-13的补码为：1111 1111 1111 0011

3. 无符号数的表示法

在计算机内部用原码表示无符号数
- 无符号数默认为正数
- 无符号数没有符号位
对于固定长度的无符号数
- MAX_VALUE+1 $\rightarrow$ MIN_VALUE
- MIN_VALUE-1 $\rightarrow$ MAX_VALUE
signed和unsigned
- C语言中变量默认为有符号的类型
- 用unsigned关键字声明变量为无符号类型——只有整数类型能够声明为unsigned（浮点数不能声明为无符号数）
  - int i; // 默认为有符号整数；
  - signed int j; // 显式声明变量为有符号整数；
  - unsigned int k ; // 声明为无符号整数

4.编程实验

当无符号数遇上有符号数时→有符号会被看作无符号数！

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int main()
{unsigned int i = 5;int j = -10;if ((i + j) > 0)   // j转换为无符号数，变成为大的正数(默认类型转换){printf("i+j>=0\n"); // 该结果为运行后最终的输出结果！}else{printf("i+j<=0\n");}system("pause");return 0;
}

错误地使用unsigned

#include <stdio.h>int main()
{unsigned int i = 0;     // 无符号数永远为正数,即最小值为0// 当i减小到为0时，然后再减1就变成无符号int型数的最大值，// 以下代码会进入死循环，所以不应用无符号数来作为循环变量！for (i = 9; i >= 0; i--) // i为负数即退出循环，但i为无符号数，不可能为负数{printf("i=%u\n", i);}system("pause");return 0;
}

运行结果：
因为i永远大于等于0，MIN_VALUE-1 → MAX_VALUE

4. 小结

有符号数用补码表示
无符号数用原码表示
unsigned只能修饰整数类型的变量
当无符号数与有符号数混合计算时，会将有符号数转换为无符号数后再进行计算，结果为无符号数。

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