C語言如何實現無符號數和有符號數間的運算

本篇內容主要講解“C語言如何實現無符號數和有符號數間的運算”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“C語言如何實現無符號數和有符號數間的運算”吧!

unsigned int和int進行運算

直接看例子來說明問題吧

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
     int a = -1;
     unsigned int b = 16;
     if(a > b)
         cout<<"負數竟然大于正數了！\n";
     return 0;
}

輸出結果為：

這是因為a和b進行比較的時候，編譯器將有符號數a看成了無符號數，然后再和b進行比較，在內存中（32位）

a : 11111111 11111111 11111111 11111111

b : 00000000 00000000 00000000 00010000

看成無符號數，自然是a>b。

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
     int a = -1;
     unsigned int b = 16;
     cout<<a + b<<endl;
     int c = -16;
     unsigned int d = 15;
     cout<<c + d<<endl;
     return 0;
}

輸出結果為：

可以看到a+b的結果貌似比較正常，但是c+d和我們想象的好像不太一樣。其實4294967295就是11111111 1111111 11111111 1111111就是-1在內存中的形式，看成無符號數就是這個結果啦。所以unsigned int和int做運算會將int看成unsigned int，而且結果也是unsigned int。

unsigned char和char進行運算

看一個顛覆上面邏輯的例子：

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
     char a = -16;
     unsigned char b = 14;
     if(a > b)
         cout<<"負數大于正數了！\n";
     cout<<a+b<<endl;
     return 0;
}

輸出結果：

如果按照上面unsigned int和int進行運算的邏輯，這里unsigned char和char進行運算，那應該是a要看成無符號數，所以a的值比較大呀，而且a+b的結果應該是-2對應的無符號數，也就是254才對呀？

之所以會出現上面的結果是因為，C語言中比int小的整型（包括short 、unsigned short 、 unsigned char和char）在運算中都要轉換成int然后進行運算。所以上面，無論是邏輯運算a>b還是算術運算a+b中a和b都默認轉換成了int，所以算術運算的結果也是帶符號的。

但是還需要注意一個問題就是轉換成int類型的時候，高位補齊的問題。

如果是unsigned的類型轉換成int類型，高位補0.

如果是signed的類型轉換成int類型，如果原來最高位是1則補1，如果是0則補0。

比如：

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
     char a = -16;
     unsigned char b = 255;
     char c = 255;
     cout<<a+b<<endl;
     cout<<a+c<<endl;
     return 0;
}

其中char c = 255，在內存中為11111111，最高位是1，轉換成int時高位補1，也就是11111111 11111111 11111111 11111111，就是-1

注意：轉換成unsigned int類型時，也是一樣的。

比如：

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
     char a = 255;
     unsigned int b = a;
     cout<<b<<endl;
     char c = 15;
     unsigned int d = c;
     cout<<d<<endl;
     return 0;
}

a在內存中為11111111，最高位是1，轉換時高位補1，也就是

11111111 11111111 11111111 11111111，也就是無符號數2^32

c在內存中為00001111，最高位是0，轉換高位補0，也就是

00000000 00000000 00000000 00001111，還是15

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
     unsigned char a = 255;
     int b = a;
     cout<<b<<endl;
     unsigned char c = 15;
     int d = c;
     cout<<d<<endl;
     return 0;
}

對于unsigned char在轉換成int或unsigned int時，無論最高位是0還是1，都補0。

對于unsigned short和short進行運算，和char和unsigned char一樣，都是要先轉換成int，然后再進行運算。

轉換時高位補齊的方法也和unsigned char、char一樣。

到此，相信大家對“C語言如何實現無符號數和有符號數間的運算”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網站，更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續學習！