C語言中 有符號數、無符號數、整數溢出

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1. #include<stdio.h>  
2. void main()  
3. {  
4.  int l=-1;  
5.  unsigned int c=135;  
6. printf("%u\n",l+c);  
7. }  

這個的結果134，而不是我之前認為的很大的正數，實際上需要注意的是-1（0xffffffff）被提升為unsigned int後是一個差1就溢出的unsigned int，所以相加後結果是134。但是如果l=-10000，那麼結果就真是一個很大的正數了，因為不涉及溢出了。
C語言中存在兩種整數算術運算，有符號型和無符號型。無符號數運算：所有無符號數運算都是以2的n次方為模，（n是結果中的位元）。所以它不存在運算時的沒有那種所謂的“溢出”，當它超過範圍時，從零開始重新計數！當一個無符號數和有符號數計算的時候，有符號數會自動轉化為無符號數參與運算！有符號數運算： 是可能發生“溢出”的，而且“溢出”的結果不固定。

     關於無符號數減去無符號數的用法錯誤：

if ( i - j >=0) 假如i，j為無符號數，這樣寫可能會引發錯誤，即當i小於j的時候，這個式子仍然成立，因為無符號數始終是大於等於零的。例： if ( strlen( a ) >= 10) 與 if (strlen ( b ) -10 >= 0) 這兩條語句是不相等的 ，因為strlen函數返回的是無符號數類型。

2015年3月8日追加一點：今天看這個地方有些不明白在網上搜了一下資料發現，無符號數相減，如果被減數小於減數，那麼結果會是一個非常大的無符號數，而不是一個想象中的有符號數。所以對於無符號數相減之前需要進行判斷，最好做比較的時候使用 if ( strlen( a ) >= 10) 這種方式，而不要使用if (strlen ( b ) -10 >= 0) 這種方式。因為無符號數進行計算的結果還是無符號數；另外無符號數和有符號數計算時，有符號數會被強制轉提升無符號數。

例如以下這個例子很有意思：

 

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1. #include<stdio.h>   
2. int main()   
3. {   
4. unsigned int a=6;   
5. int b=-20;   
6. printf("%d\n",(a+b)>0);   
7.   
8. }   

這個小例子可以機器試一下。另外還有幾道題不錯我也附在最後。

需要注意一點，我在進行程式編寫的時候發現一個小問題：

那麼unsigned char與signed int相減呢？

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1. #include<stdio.h>  
2. void main()  
3. {  
4.  unsigned char a;  
5.  int b;  
6.  a=0;  
7.  b=2;  
8.  printf("X=%d\n",(a-b)>0);  
9. }  

 

   ANSI C規定在不帶正負號的整數和有符號整數之間進行強制類型轉換時，位元模式不應該改變。類型轉換並未改變對象的位元模式，改變的是位元模式的解釋方式。

    有符號數轉換為無符號數時，負數轉換為大的正數(可以理解為原值加上2的n次方)，而正數保持不變。

    無符號數轉換為有符號數時，對於小的數將保持原值，對於大的數則轉換為負數(可以理解為原值減去2的n次方)。

今晚在看C的時候突然想到如果把大於unsigned int的範圍的資料賦予 該類型變數，printf出來會是什麼樣。

 

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1. void main()  
2. {  
3.   unsigned int a;  
4.   a=7000000000;  
5.  printf("a=%d\n",a);  
6.  printf("a=%u\n",a):  
7. }  

 

這兩個結果是完全不一樣的。

幾個小例子：

題目一：

int a = -1;

unsigned int b = 1;

printf("%d", a > b);

結果輸出:1

因為無符號數與有符號數比較時，要將有符號數轉化為無符號數，再來比較。a轉化為無符號數後就是0xFFFFFFFF，肯定大於b

題目二：

char a = -1;

unsigned char b = 1;

printf("%d", a > b);

結果輸出:0

奇怪了，怎麼會這樣？這是因為兩者被提升為int了，a提升為int就表示-1，b提升為int 就是1，前者小於後者。注意了這裡不是像題目一裡一樣簡單的把char轉化為unsigned char了

題目三：

int a = -1;

unsigned char b = -1;

printf("%d\n", a < b);

結果輸出是:1

原因在於要把b提升為int就是255當然大於-1了，unsigned char 先提升為int,送入int的低八位中，高位全部補零。

題目四：

char a = -1;

unsigned int b = -1;

printf("%d\n", a == b);

結果輸出：1

原因是char類型被擴充為unsigned int後與b相等，同為0xFFFFFFFF

小於int的提升到int,int之後都是從signed -> unsigned

對於浮點數來說，浮點數（float，double）實際上都是有符號數，unsigned 和signed首碼不能加在float和double之上，當然就不存在有符號數根無符號數之間轉化的問題了。

一定要記住如果需要使用有符號數時不要忘記強制轉換

C語言中 有符號數、無符號數、整數溢出 （轉）