C语言详细解析有符号数与无符号数的表示

目录
  • 一、计算机中的符号位
  • 二、有符号数的表示法
  • 三、无符号数的表示法
  • 四、signed 和 unsigned
  • 五、小结

一、计算机中的符号位

数据类型的最高位用于标识数据的符号

  • 最高位为1，表明这个数为负数
  • 最高位为0，表明这个数为正数

下面看一段代码，用于判断数据的符号：

#include <stdio.h>
int main()
{
    char c = -5;
    short s = 6;
    int i = -7;
    printf("%d\n", ( (c & 0x80) != 0 ));
    printf("%d\n", ( (s & 0x8000) != 0 ));
    printf("%d\n", ( (i & 0x80000000) != 0 ));
    return 0;
}

下面为输出结果：

这段代码核心思想就是判断最高位为是不是 1，再做逻辑运算，如果为 1，那么运算后就是 1，否则就是 0 。

二、有符号数的表示法

在计算机内部用补码表示有符号数

  • 正数的补码为正数本身
  • 负数的补码为负数的绝对值各位取反后加1

如：

8位整数 5 的补码为：0000 0101

8位整数 -7 的补码为：11111001

16位整数 20 的补码为：0000 0000 0001 0100

16位整数- 13 的补码为：1111 1111 1111 0011

三、无符号数的表示法

在计算机内部用原码表示无符号数

  • 无符号数默认为正数
  • 无符号数没有符号位

对于固定长度的无符号数

  • MAX_VALUE（所能表示的最大值）+ 1 --> MIN_VALUE（所能表示的最小值）
  • MIN_VALUE - 1 --> MAX_VALUE

四、signed 和 unsigned

  • C 语言中变量默认为有符号的类型
  • unsigned 关键字声明变量为无符号类型

注意：C语言中只有整数类型能够声明 unsigned 变量

下面看一段无符号数碰上有符号数的代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
    unsigned int i = 5;
    int j = -10;
    if( (i + j) > 0 )
    {
        printf("i + j > 0\n");
    }
    else
    {
        printf("i + j <= 0\n");
    }
    return 0;
}

下面为输出结果：

i 为 5，j 为 -10，按理说两者相加应该输出为 i + j < 0，为什么会大于 0 呢？这是因为当无符号数与有符号数混合计算时，会将有符号数转换为无符号数后再进行计算，结果为无符号数。

再来看一个错误使用 unsigned 的例子：

#include <stdio.h>
int main()
{
    unsigned int i = 0;
    for(i=9; i>=0; i--)
    {
        printf("i = %u\n", i);
    }
    return 0;
}

下面为部分输出结果：

这是由于 i 为 unsigned 类型，减到 0 后，再减1，就变成了最大值，所以程序就会这样输出。

五、小结

有符号数用补码表示

  • 正数的符号位为0
  • 负数的符号位为1

无符号数用原码表示

  • 无符号数没有符号位
  • 无符号数只用于表示正数

unsigned 只能修饰整数类型的变量

到此这篇关于C语言详细解析有符号数与无符号数的表示的文章就介绍到这了,更多相关C语言有符号数与无符号数内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！

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