第2课 - 有符号数与无符号数

第2课 - 有符号数与无符号数

1. 有符号整型的符号位

有符号整型有正数和负数，那在内存中是如何区分它们的呢？最高位用来标识数据的正负。

• 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

【有符号数的符号位】

#include <stdio.h>

int main()
{
    char c = -5;
    short s = 6;
    int i = -7;
 
    // 与最高位进行&运算，结果为0表示正数，结果为1表示负数
    printf("%d\n", ((c & 0x80) != 0 ));       // 1 ==> 负数 
    printf("%d\n", ((s & 0x8000) != 0));      // 0 ==> 正数
    printf("%d\n", ((c & 0x80000000) != 0));  // 1 ==> 负数
 
    return 0;
}

2. 有符号整型的表示法

在计算机内部用补码表示有符号整型

• 正数的补码为正数本身
• 负数的补码为负值的绝对值各位取反后加1

举例：

    char型整数 5 的补码：0000 0101

    char型整数 -7 的补码：0000 0111 ==> 1111 1000 ==> 1111 1001

    short型整数 20 的补码：0000 0000 0001 0100

    short型整数 -13 的补码：0000 0000 0000 1101 ==> 1111 1111 1111 0010 ==> 1111 1111 1111 0011

3. 无符号整型的表示法

（1）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

（2）对于固定长度的无符号数

• • MAX_VALUE + 1 ==> MIN_VALUE
  • MIN_VALUE - 1 ==> MAX_VALUE

（3）signed和unsigned

• • C语言中整型变量默认为有符号的类型
  • 用unsigned关键字声明整型变量为无符号类型

int i;  // 默认为有符号整数

signed int j;  // 显式声明变量为有符号整数

unsigned int k ;  // 声明为无符号整数

下面看两个笔试中容易考察到的题目：

（1）当有符号数遇到无符号数时，有符号数在内存中的值会被看作无符号数

#include<stdio.h>

int main()
{
    unsigned int i = 5;
    int j = -10;

    // 有符号数遇到无符号数，会被看作无符号数
    // -10 在内存中表示为 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010 ==> 
    // 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0101 ==> 
    // 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110  ==> 这个看作无符号数是一个非常大的数
    if ((i + j) > 0)   
    {
        printf("i+j >= 0\n");  // 程序走到这个分支
    }
    else
    {
        printf("i+j <= 0\n");
    }
 
    return 0;
}

（2）错误的使用了unsigned，unsigned修饰的无符号数不会是一个负数

#include <stdio.h>

int main()
{
    unsigned int i = 0;

    // 当i = 0时，i--变为最大值
    // 前面讲过 MIN_VALUE - 1 ==> MAX_VALUE
    for (i = 9; i >= 0; i--) // i >= 0一直成立
    {
        printf("i = %u\n", i);
    }

    return 0;
}