C语言中无符号数和有符号数之间的运算

2020-01-26 13:55:36

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供稿：网友

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;}