unsigned int无符号和int有符号的加法，乘法和取反

最新推荐文章于 2025-06-29 08:45:00 发布

peanwang

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本文深入探讨了C语言中无符号与有符号整数的加、减、乘、取反运算，通过对比分析及代码示例，揭示了它们在底层实现上的异同，特别是汇编指令的使用及其对标志位的影响。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

无符号和有符号

在C语言里，整数的表示有有符号和无符号两种

无符号	有符号	32位	64位
unsigned char	char	1	1
unsigned short	short	2	2
unsigned int	int	4	4
unsigned long	long	4	8
unsigned long long	long long	8	8

无符号是用原码表示，有符号使用补码表示，那么他们的加，减，乘，积，取反是否有区别呢？

加

测试代码

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a = 10 , b= 10;
	unsigned c = 10, d= 10;
	a = a+b;
	c = c+d;
}

在这里插入图片描述
无符号加法和有符号加法都是使用使用 add指令，我感觉应该很清晰

减

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a = 10 , b= 10;
	unsigned c = 10, d= 10;
	a = a-b;
	c = c-d;
}

在这里插入图片描述

无符号加法和有符号减法都是使用使用 sub指令，我感觉也应该很清晰，毕竟补码的作用就是把原来减法运算统一成加法运算，所以本质上sub指令和add指令是一样的

乘

测试代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a = 10,b = 10;
	unsigned c = 10,d = 10;
	a *=b;
	c*=d;
}

在这里插入图片描述

通过反汇编之后，发现无论是有符号int，还是无符号unsigned int，使用的都是无符号乘法指令imul。
所以无符号乘法和有符号乘法都是一样的(后面证明)
那为什么指令集系统里要用imul(无符号乘法)和mul(有符号乘法)呢？
经过Google发现：imul和mul的确是一样的，唯一的区别是执行完后对标志位flags中CF和OF设置。但是标志位是我们不care的。
实在想知道的：可以看下边ORACLE 提供的IA-32 汇编语言参考手册中imul和mul对标志位flags的影响
ORACLE imul指令
 ORACLE mul指令

取反

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a = 10;
	unsigned c = 10;
	a = -a;
	c = -c;
}

在这里插入图片描述
可能会有质疑：无符号求反，好像是UB，的确，无符号求反在GCC上可以通过编译，但是在visual studio上报错。但是本文是对于csapp里的总结，所以就当学知识了。

ref
CSAPP

ORACLE imul
ORACLE mul
x86汇编当中imull 和 mull 区别