前幾天在學(xué)習(xí)交流群里，有個(gè)小伙伴問(wèn)了一個(gè)問(wèn)題，是關(guān)于有符號(hào)整數(shù)和無(wú)符號(hào)字符數(shù)的運(yùn)算的問(wèn)題。對(duì)于這部分，我個(gè)人理解的也有點(diǎn)問(wèn)題，現(xiàn)在來(lái)做個(gè)總結(jié)回顧。

有符號(hào)整型和無(wú)符號(hào)數(shù)整型

舉例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    int a = -1;
    unsigned int b = 1;
    printf("%d", a > b);
    return 0;
}

??輸出結(jié)果為：1

解析

??無(wú)符號(hào)整型和有符號(hào)整型比較時(shí)，有符號(hào)整型會(huì)轉(zhuǎn)化成無(wú)符號(hào)整型。因此，-1轉(zhuǎn)化為無(wú)符號(hào)數(shù)為0xFFFFFFFF，所以a>b,輸出1。

有符號(hào)字符型和無(wú)符號(hào)字符型

舉例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    char a = -1;
    unsigned char b = 1;
    printf("%d", a > b);
    return 0;
}

??輸出結(jié)果：0

解析

??要解釋以上這個(gè)現(xiàn)象，首先要明白整型提升：

??整型提升是C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的一項(xiàng)規(guī)定：在表達(dá)式計(jì)算時(shí)，各種整形首先要提升為int類型，如果int類型不足以表示則要提升為unsigned int類型；然后執(zhí)行表達(dá)式的運(yùn)算。

??整型提升的意義在于：表達(dá)式的整型運(yùn)算要在CPU的相應(yīng)運(yùn)算器件內(nèi)執(zhí)行，CPU內(nèi)整型運(yùn)算器(ALU)的操作數(shù)的字節(jié)長(zhǎng)度一般就是int的字節(jié)長(zhǎng)度，同時(shí)也是CPU的通用寄存器的長(zhǎng)度。因此，即使兩個(gè)char類型的相加，在CPU執(zhí)行時(shí)實(shí)際上也要先轉(zhuǎn)換為CPU內(nèi)整型操作數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度。通用CPU（general-purpose CPU）是難以直接實(shí)現(xiàn)兩個(gè)8比特字節(jié)直接相加運(yùn)算（雖然機(jī)器指令中可能有這種字節(jié)相加指令）。所以，表達(dá)式中各種長(zhǎng)度可能小于int長(zhǎng)度的整型值，都必須先轉(zhuǎn)換為int或unsigned int，然后才能送入CPU去執(zhí)行運(yùn)算。（來(lái)源百度百科）

??舉個(gè)例子

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    char a = '2';
    char b = '2';
    printf("%d\r\n", sizeof(a+b));
    
    char c = a+b;
    printf("%c\r\n", c);
    printf("%d\r\n", sizeof(c));
    
    return 0;
}

??輸出結(jié)果為：4 d 1。

??第8行，按理來(lái)說(shuō)應(yīng)該輸出1的，但是這里輸出的是4.因?yàn)?，進(jìn)行a和b都為char型，a+b時(shí)，會(huì)將a和b提升為int型計(jì)算，所以會(huì)輸出4。

??第11行，c為char型，計(jì)算a+b時(shí)，其實(shí)是先提升為int型，再轉(zhuǎn)換為char型賦值給c，進(jìn)行了兩次類型轉(zhuǎn)換。所以，printf時(shí)，c是char型，輸出d（ASCII：100）

??同樣的，第12行輸出的就是1。

??接下來(lái)回到本題中，a = -1，提升為int型為-1，b = 1，提升為int型為1，所以結(jié)果為0。

有符號(hào)整型和無(wú)符號(hào)字符型

舉例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    int a = -1;
    unsigned char b = -1;
    printf("%d", a > b);
    return 0;
}

??輸出結(jié)果為：0。

解析

??整型提升，b轉(zhuǎn)化為int型為0xFF,所以a<b。輸出0。

有符號(hào)字符型和無(wú)符號(hào)整型

舉例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
	char a = -1;
	unsigned int b = -1;
	printf("%d\n", a == b);
    return 0;
}

輸出結(jié)果：1。

解析

??char類型被擴(kuò)展為unsigned int后與b相等，同為0xFFFFFFFF

-1源碼：1000 0001

-1補(bǔ)碼：1111 1111

擴(kuò)展： 1111 11111111 1111（占用字節(jié)小的數(shù)據(jù)賦值給占用字節(jié)大的需要擴(kuò)充符號(hào)位，相反需要截?cái)喔呶?/strong>）

轉(zhuǎn)為unsigned int：0xFFFF FFFF

轉(zhuǎn)為int: 求擴(kuò)展后的源碼，還需要-1，除去符號(hào)位，取反。因此結(jié)果為：1000 0000 0000 0001 = -1。