如何用C語言代碼實現(xiàn)無符號數(shù)和有符號數(shù)間的運算

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unsigned int和int進(jìn)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(fù)數(shù)竟然大于正數(shù)了！\n";
     return 0;
}

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

a : 11111111 11111111 11111111 11111111

b : 00000000 00000000 00000000 00010000

看成無符號數(shù)，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;
}

可以看到a+b的結(jié)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(nèi)存中的形式，看成無符號數(shù)就是這個結(jié)果啦。所以unsigned int和int做運算會將int看成unsigned int，而且結(jié)果也是unsigned int。

unsigned char和char進(jìn)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(fù)數(shù)大于正數(shù)了！\n";
     cout<<a+b<<endl;
     return 0;
}

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

之所以會出現(xiàn)上面的結(jié)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(zhuǎn)換成int然后進(jìn)行運算。所以上面，無論是邏輯運算a>b還是算術(shù)運算a+b中a和b都默認(rèn)轉(zhuǎn)換成了int，所以算術(shù)運算的結(jié)果也是帶符號的。

但是還需要注意一個問題就是轉(zhuǎn)換成int類型的時候，高位補齊的問題。

如果是unsigned的類型轉(zhuǎn)換成int類型，高位補0.

如果是signed的類型轉(zhuǎn)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(nèi)存中為11111111，最高位是1，轉(zhuǎn)換成int時高位補1，也就是11111111 11111111 11111111 11111111，就是-1

注意：轉(zhuǎn)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(nèi)存中為11111111，最高位是1，轉(zhuǎn)換時高位補1，也就是

11111111 11111111 11111111 11111111，也就是無符號數(shù)2^32

c在內(nèi)存中為00001111，最高位是0，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jìn)行運算，和char和unsigned char一樣，都是要先轉(zhuǎn)換成int，然后再進(jìn)行運算。

轉(zhuǎn)換時高位補齊的方法也和unsigned char、char一樣。

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