C语言中无符号数和有符号数之间的运算

C语言中有符号数和无符号数进行运算(包括逻辑运算和算术运算)默认会将有符号数看成无符号数进行运算,其中算术运算默认返回无符号数,逻辑运算当然是返回0或1了。

unsigned int和int进行运算

直接看例子来说明问题吧

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
     int a = -1;
     unsigned int b = 16;
     if(a > b)
         cout<<"负数竟然大于正数了!\n";
     return 0;
}

输出结果为:

这是因为a和b进行比较的时候,编译器将有符号数a看成了无符号数,然后再和b进行比较,在内存中(32位)

a : 11111111 11111111 11111111 11111111

b : 00000000 00000000 00000000 00010000

看成无符号数,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;
}

输出结果为:

可以看到a+b的结果貌似比较正常,但是c+d和我们想象的好像不太一样。其实4294967295就是11111111 1111111 11111111 1111111就是-1在内存中的形式,看成无符号数就是这个结果啦。所以unsigned int和int做运算会将int看成unsigned int,而且结果也是unsigned int。

unsigned char和char进行运算

看一个颠覆上面逻辑的例子:

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
     char a = -16;
     unsigned char b = 14;
     if(a > b)
         cout<<"负数大于正数了!\n";
     cout<<a+b<<endl;
     return 0;
}

输出结果:

如果按照上面unsigned int和int进行运算的逻辑,这里unsigned char和char进行运算,那应该是a要看成无符号数,所以a的值比较大呀,而且a+b的结果应该是-2对应的无符号数,也就是254才对呀?

之所以会出现上面的结果是因为,C语言中比int小的整型(包括short 、unsigned short 、 unsigned char和char)在运算中都要转换成int然后进行运算。所以上面,无论是逻辑运算a>b还是算术运算a+b中a和b都默认转换成了int,所以算术运算的结果也是带符号的。

但是还需要注意一个问题就是转换成int类型的时候,高位补齐的问题。

如果是unsigned的类型转换成int类型,高位补0.

如果是signed的类型转换成int类型,如果原来最高位是1则补1,如果是0则补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,在内存中为11111111,最高位是1,转换成int时高位补1,也就是11111111 11111111 11111111 11111111,就是-1

注意:转换成unsigned int类型时,也是一样的。

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在内存中为11111111,最高位是1,转换时高位补1,也就是

11111111 11111111 11111111 11111111,也就是无符号数2^32

c在内存中为00001111,最高位是0,转换高位补0,也就是

00000000 00000000 00000000 00001111,还是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;
}

对于unsigned char在转换成int或unsigned int时,无论最高位是0还是1,都补0。

对于unsigned short和short进行运算,和char和unsigned char一样,都是要先转换成int,然后再进行运算。

转换时高位补齐的方法也和unsigned char、char一样。

总结

以上所述是小编给大家介绍的C语言中无符号数和有符号数之间的运算,希望对大家有所帮助,如果大家有任何疑问请给我留言,小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对我们网站的支持!

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