C语言中的int、unsigned int 中的负数存取、隐式转换、越界等问题

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于 2023-07-29 17:14:13 首次发布

本文通过示例代码探讨了C语言中int和unsignedint类型在存储负数、隐式类型转换以及可能出现的越界情况。在计算过程中，负数以补码形式存储，当unsignedint与负数进行运算时，会导致数值的非预期行为，如在加法运算中出现越界。

C语言中的int、unsigned int 中的负数存取、隐式转换、越界等问题

#include "stdio.h"

int main() {
	// Tips:
	// PC上 int 32 位，4字节
	// 补码： 正数取反 再加一
	// 隐式转化： 不同类型变量计算时，由低精度向高精度转换
	// unsigned int a = -6;   --> 不报错
	// 将以补码的形式存于a对于的地址空间，a = 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1010， 十进制数为：4294967290
	unsigned int a = -6;
	int b = -20;          // 将以补码的形式存于b对于的地址空间，b = 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1100， 十进制数为：4294967276
	printf("unsigned int a = - 6 --> the value of a is %u\n", a);
	printf("int b = - 20 --> the value of b transfered to \"unsigned int\" is %u\n", b);

	if ( (a + b) > 0 ) // 取 a 的时候，将以 unsigned int 的类型读出，此时 a = 1111 1111 1111 1010，转换为十进制；
		// 取b 的时候，由于存在隐式转换， b的补码， 将转换为 具体的数字
		// 即是说 4294967290 +　4294967276, 注意此时将会越界，故输出为 4294967270
		printf("TRUE, the value of (unsigned a) + (unsigned b) is %u\n", (a + b));
	else
		printf("FALSE, %u\n", (a + b));

	// 隐式转换，加法结果为 4294967290 +　4294967276， 并存在越界，最终结果为 4294967270， 输出为 TRUE
	((a + b) > 0) ? puts("TRUE") : puts("FALSE");

	// 读取 a 时，将会以int 型读取,而a 本身存储的就是 -6 的补码，故读取出来就是 -6， 输出为 FALSE
	(((int)a + b) > 0) ? puts("TRUE") : puts("FALSE");

	printf("TRUE, the value of (unsigned a) + (unsigned b) is %d\n", ((int)a + b));  // 此时，输出结果为 -26

	return 0;
}