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unsigned中无符号是什么详析

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前言

想要弄清什么是无符号,什么是有符号,就需要先知道数据在计算机内是如何存储的

数据是如何储存的

在计算机内,数据都是以二进制的零一串的形式储存的,并且称带符号的二进制数称为机器数
整数机器数有3种形式:原码、反码、补码

int n = 10,整形占四个字节(32bit)
00000000000000000000000000001010 原码
00000000000000000000000000001010 反码
00000000000000000000000000001010 补码
int n = -10
10000000000000000000000000001010 原码
111111111111111111111111111111110101 反码
111111111111111111111111111111110110 补码

什么叫无符号

前面已经知道,数据是以二进制的形式储存在内存之中,并且二进制的最高位为符号位

在C语言中,将基本数据类型划分为signed(有符号)和unsigned(无符号)两类
signed类中,有符号,顾名思义就是二进制的最高位代表着符号位,即0位正数,1为负数。
而在unsigned中,无符号,就是二进制的最高位不是符号位,它是0或1并不代表着这个二进制数为正或负

接下来用unsigned int a = 10unsigned int a = -10举例进行介绍

10为正数,三码都一样,所以10的补码为00000000000000000000000000001010 ,表面上看有无符号的10的补码都一致,但是本质上无符号的最高位不是符号位

-10的原码为10000000000000000000000000001010
原码除了符号位,其他取反加1得到反码:111111111111111111111111111111110101
反码加1得到补码:111111111111111111111111111111110110
unsigned int a = -10然后把-10的补码存到a中,所以此时无符号变量a中存放着:111111111111111111111111111111110110

因为a为无符号变量,所以111111111111111111111111111111110110的最好位1不代表着符号,所以a的本质就是一个正数,正数原码、补码、反码相同,所以111111111111111111111111111111110110就是a所表示数字的原码,所以输出时,就会把这个二进制序列直接输出。

接下来输出一下无符号a的值:

int main()
{
	unsigned int a = -10;
	printf("%u\n", a);  //无符号的数用%u输出
	return 0;
}

结果为:

这是一个很大的数,我们用计算器验证一下二进制序列111111111111111111111111111111110110的十进制数是多少:

所以无符号a输出的结果就是以-10的补码为原码的正数的十进制

例题

例1

一下代码的结果是:

#include <stdio.h>
int i;
int main()
{
    i--;
    if (i > sizeof(i))
    {
        printf(">\n");
    }
    else
    {
        printf("<\n");
    }
    return 0; 
}

A.>
B.<
C.不输出
D.程序有问题

在C语言中,全局变量,没有初始化,默认为0,i--后,i结果为-1,sizeof(i)按照i类型大小是4,所以按照此分析,结果应为B,但B选项是错误的

正确选项其实为A

因为sizeof返回值类型为无符号整形,因此编译器会自动将左侧的i转换为无符号的整形数据,-1的无符号整形是一个非常大的正数,肯定超过4,所以正确选项为A

例2

//输出的结果是什么?
int i= -20;
unsigned  int  j = 10;
printf("%d\n", i+j);
//按照补码的形式进行运算,最后格式化成为有符号整数

例3

//输出结果?
unsigned int i;
for(i = 9; i >= 0; i--)
{
  printf("%u\n",i);
}

答案:死循环

分析:因为i为一个无符号的int,所以当i为0时,再减1不会变成负数,反而会变成一个极大的数,必定大于0,然后这个极大的数逐渐-1,当再次等于0时,循环上述的操作,所以此程序是死循环。

总结

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