C语言 unsigned 和 signed 类型相互转换深入理解

本文通过几个简单示例,详细解析了C语言中unsigned类型与signed类型相互转换的原理及过程,包括数值如何以补码形式存储和表示,以及不同长度整数类型之间的转换规则。

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http://www.cnblogs.com/stonehat/archive/2011/10/14/2212141.html
#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
    unsigned char a = -1;
    char b = a;
    printf("%d  %d",a,b);

    return 0;
}
//结果:255  -1

#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
    unsigned short a = -1;
    short b = a;
    printf("%d  %d",a,b);

    return 0;
}
//结果:65535  -1

这是两段很简单的代码,我就以第二段代码为例。

     在计算机中,负数是以补码来存储的。  转载请注明出处http://www.cnblogs.com/stonehat/archive/2011/10/14/2212141.html

      C语言中常量整数 -1的补码表示为0xFFFFFFFF。截取后面16位FFFF赋值给 变量a(unsigned short)。此时 a = 0xFFFF(a没有符号位,0xFFFF转换为十进制为65535)

      a又将0xFFFF,直接赋值给short b。 此时 b = 0xFFFF(但是要注意,b是有符号的,0xFFFF转换为十进制为-1)

执行printf("%d %d",a,b);的时候,要将 a和b的值先转换为int型:

 a没有符号所以转为int型为0x0000FFFF,

 b有符号转换为int型为0xFFFFFFFF。

十进制输出值 65535  -1.   

#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
    
    unsigned int a = -1;
    int b = a;
    printf("%d  %d",a,b);

    return 0;
}
//结果 -1 -1

a在内存中值为0xFFFFFFFF,b的值为0xFFFFFFFF,都已经32位,

a转换为int型的时候就是0xFFFFFFFF,所以输出-1.

其实,记住两点就行了

1.unsigned 类型转换为 signed类型的时候是直接复制到低位,高位为0.如果signed类型位数不够,只直接装载unsigned低位。

 2.signed类型转换为unsigned类型的时候,也是将补码直接复制到低位,高位为符号位。如果unsigned位数不够,只直接装载signed低位。

 转载请注明出处http://www.cnblogs.com/stonehat/archive/2011/10/14/2212141.html

<think>嗯,用户问的是C语言中的signedunsigned,需要解释清楚它们的区别用途。首先,我得从基本概念入手,确保自己理解正确,然后再组织语言让用户容易明白。 首先,signedunsigned都是用来修饰整数类型的,比如int、char、short等。signed表示有符号数,可以表示正负,而unsigned是无符号数,只能表示非负数。那它们的区别主要在于最高位的解释不同,signed的最高位是符号位,剩下的表示数值;而unsigned的所有位都用来表示数值。所以,同样的位数,比如32位的int,signed的范围是-2^31到2^31-1,而unsigned是0到2^32-1。这里需要注意数值范围的变化,避免溢出。 接下来要想到应用场景。比如当处理肯定非负的数值时,如年龄、数组索引,用unsigned可以扩大范围。但也要提醒用户,混用signedunsigned可能会导致意外的问题,比如比较或运算时的隐式类型转换。比如当signedunsigned一起运算时,signed会被转换unsigned,可能导致负数变成很大的正数,从而引发逻辑错误。 然后要考虑用户可能的疑问,比如什么时候该用哪种类型?或者为什么有时候用unsigned反而会有问题?这时候需要举例说明,比如循环中索引用unsigned可能更好,但循环条件如果处理不当可能导致死循环。例如,当i是unsigned int,减到0后再减1会变成很大的数,循环无法退出。 另外,要提到不同数据类型的长度,比如char虽然是1字节,但signed char范围是-128到127,而unsigned char是0到255。这在处理二进制数据或需要精确控制数值范围时很重要。 还要注意语法部分,比如声明时默认的signed,比如int默认是signed int,但char的实现可能因编译器而异,有的是signed,有的是unsigned,这点需要特别说明,避免用户混淆。 最后,总结使用时需要注意的点,比如避免混用、注意隐式转换、选择合适类型防止溢出。可能用户在实际编程中会遇到相关的问题,这些注意事项能帮助他们避免常见的陷阱。 检查是否有遗漏,比如是否提到了位数的分配、数值范围的计算、实际例子,以及转换时的注意事项。确保语言通俗易懂,结构清晰,分点说明,让用户逐步理解。</think>好的!我们来逐步解释C语言中的`signed``unsigned`类型。 --- ### 1. **基本概念** - **`signed`(有符号类型)**: 表示数值可以包含正、负零。例如:`signed int a = -5;` 最高位是**符号位**(0表示正,1表示负),剩余位表示数值。 - **`unsigned`(无符号类型)**: 表示数值只能是非负数(包括零)。例如:`unsigned int b = 10;` 所有二进制位都用于表示数值,因此范围更大。 --- ### 2. **数值范围对比** 以32位系统为例: | 类型 | 范围 | |------|------| | `signed int` | $-2^{31}$ 到 $2^{31}-1$(即$-2147483648$ 到 $2147483647$) | | `unsigned int` | $0$ 到 $2^{32}-1$(即$0$ 到 $4294967295$) | - **关键区别**:`unsigned`类型的正数范围是`signed`的两倍。 --- ### 3. **典型应用场景** - **`signed`适用场景**: 需要处理正负数的计算(如温度变化、账户余额)。 - **`unsigned`适用场景**: 明确不会出现负数的场景(如年龄、数组索引、内存地址)。 --- ### 4. **注意事项** - **隐式类型转换**: 当`signed``unsigned`混合运算时,C语言会将`signed`隐式转换为`unsigned`,可能导致意外结果: ```c int a = -5; unsigned int b = 10; if (a < b) { // 实际会执行:将a转换unsigned,结果变为4294967291,导致条件为假 // 不会执行此处代码! } ``` - **溢出风险**: `unsigned`类型不会溢出为负数,但会“回绕”(例如:`unsigned char x = 255; x += 1;` 结果$x=0$)。 --- ### 5. **其他整数类型** - `char`类型默认是否带符号取决于编译器(可通过编译选项指定)。 - 显式声明避免歧义: ```c signed char c = -128; // 范围:-128 到 127 unsigned char d = 255; // 范围:0 到 255 ``` --- ### 6. **总结** | 特性 | `signed` | `unsigned` | |------|----------|------------| | 符号位 | 有 | 无 | | 最小值 | 负数 | 0 | | 最大值 | 较小 | 较大 | | 适用场景 | 需要正负数的场景 | 仅非负数的场景 | **建议**:根据数据实际含义选择类型,避免混用,注意隐式转换溢出问题!
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