【C】 2_有符号与无符号

计算机中的符号位

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• 最高位1， 表明这个数为负数
• 最高位0， 标识这个数为正数

int sign = 0;

char i = -5;
short j = 5;
int k = -1;

sign = (i & 0x80);        // sign 不等于0
sign = (j & 0x8000);      // sign 等于0
sign = (k & 0x80000000);  // sign 不等于0

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;
    
    printf("%d\n", ((c & 0x80) != 0));
    printf("%d\n", ((s & 0x8000) != 0));
    printf("%d\n", ((i & 0x80000000) != 0));
}

输出：
1
0
1

有符号的表示法

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• 在计算机内部使用补码表示有符号数

  • 正数的补码为正数本身
  • 负数的补码为负数的绝对值各位取反后加 1

无符号数的表示法

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• 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 => MIN_VAL
  • MIN_VALUE - 1 => MAX_VAL

signed 和 unsigned

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• C 语言中变量默认为有符号的类型
• unsigned 关键字声明变量为无符号类型

#include <stdio.h>
int main()
{
    int i;            // 默认为带符号整形
    signed int j;     // 显示声明为带符号整形
    unsigned int k;   // 声明变量为无符号整形
}

C语言中只有整数类型能够声明 unsigned 变量

实例分析：当无符号数遇见有符号数

#include <stdio.h>

int main()
{
     unsigned int i = 5;
     int j = -10;
     
     if( (i + j) > 0 )
     {
         printf("i + j > 0\n");
     }
     else
     {
         printf("i + j <= 0\n");
     }
     
     return 0;
}

输出：
`i + j > 0`

分析：这不是我们的期望， (-10 + 5) 应该是小于 0 的，为什么是这样的输出呢？
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进行计算，结果为无符号数。  

实例分析：错误的使用了 unsigned

#include <stdio.h>
int main()
{
     unsigned int i = 0;
     
     for(i=9; i>=0; i--)
     {
         printf("i = %u\n", i);
     }
     
     return 0;
} 

输出：
i = 4294934822
i = 4294934821
i = 4294934820
......

分析：i 为无符号数，因此 (i >= 0) 永远成立。

小结

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• 有符号数用补码表示

  • 正数的符号位为0
  • 负数的符号位为1

• 无符号数用原码表示

  • 无符号数没有符号位
  • 无符号数只能用于表示正数
• unsigned 只能修饰整数类型的变量

以上内容参考狄泰软件学院系列课程，请大家保护原创！