《C语言深度解剖》signed，unsigned关键字后面3个问题的理解

Bertha 。 2022-05-29 09:19 223阅读 0赞

#### 题目 ####

1.-0和+0在内存中是怎样存储的？  
2.int i =-20 ；unsigned j =10;i+j 的值是多少？为什么？  
3.下面的代码有什么问题?

unsigned i;
    for(i=9;i>=0;i--)
    { printf("%u\n",i); }

**1.-0和+0在内存中是怎样存储的？**

1.假设+0 和 -0 都是int数据。int型数据大小为4Byte = 32 bit  
我们知道，整型数据在内存中存放的是二进制的补码。  
![这里写图片描述][Image 1]

**2.int i =-20 ，unsigned j =10;i+j 的值是多少？为什么？**

2.可能对这个问题很多人的第一反应结果为10。当然以整数形式输出：`printf("%d",i+j);` 输出时unsigned 定义的变量值都是大于等于0的，所以结果为10。但对于，出现了unsigned关键字定义的变量，在我们不确定结果的时候最好进行简单的运算从而得出结果。上面提过，整形数据在内存中存放的是二进制的补码，整数的运算其实是二进制补码的运算。对于上面的表达式，我们以补码的形式进行运算（步骤如下）：  
i=-20 unsigned j=10  
![这里写图片描述][Image 1]  
       这样计算会相对比较麻烦，如果对于整数运算，以%d 的形式输出，我们可以通过整数运算得到结果，但如果是以无符号整数形式（%u）输出呢？结果还会是-10吗？我们可以使用补码进行计算，结果令人大吃一惊。至于前面的求补码然后相加运算都是一样的，但我们直到，无符号数是不可能小于0的。当我们计出补码时该怎么处理，上面我们求出了i+j 的补码。

**11111111 11111111 11111111 11110110——补码，**

计算机会把无符号数的最高位当成是这个二进制序列的一部分。所以以符号数形式输出时，输出的就是对应二进制数的大小。  
**即： 11111111 11111111 11111111 11110110的数值大小。**

如果把这个二进制数当全是1 计算的话数值大小为 2^32-1 ，当我们当全1计算的话多加了9，所以其运算结果为**2^32-1-9 = 4294967286**

3.下面的代码有什么问题？

unsigned i;
    for(i=9;i>=0;i--)
    { printf("%u\n",i); }

定义了一个无符号的整形变量i，我们知道无符号数永远大于等于0，所以i>=0 的判断一直为真。程序执行会死循环。

具体的情况我们依然可以通过补码进行,。我们知道-1的补码为32个1，i为无符号整形，所以其对应10进制数位：2^32 -1 =4294967295。所以程序的运行结果为：9，8, 7, 6，5，4, 3，2, 1，0，4294967295，4294967294 …  
我们可以使用visual studio 对结果进行测试。  
源代码：

#include<stdio.h>
    #include<Windows.h>
    
    int main()
    {
        unsigned i;
        for (i = 9; i >= 0; i--)
        {
            printf("%u\n", i);
            Sleep(1000);
        }
        return 0;
    }

为了清楚的观察结果，代码里使用Sleep(1000),休眠一秒，隔一秒输出一个结果。如下图：  
![这里写图片描述][SouthEast]

[Image 1]: 
[SouthEast]: /images/20220529/6db91c9fa0524c88b9d83c4fc7b485cd.png