无符号和有符号整数的比较运算

Question

请参阅此代码片段

int main()
{ 
 unsigned int a = 1000;
 int b = -1;
 if (a>b) printf("A is BIG! %d\n", a-b);
 else printf("a is SMALL! %d\n", a-b); 
 return 0;
}   

这给出了输出： a is SMALL: 1001

我不明白这里发生了什么。如何>操作员在这里工作？为什么“a”比“b”小？如果它确实更小，为什么我会得到一个正数（1001）作为差异？

Answer 1

不同整数类型之间的二进制运算在由所谓的普通算术转换定义的“公共”类型内执行（请参阅语言规范，6.3.1.8）。在您的情况下，“常见”类型是unsigned int。这意味着 int 操作数（您的 b）将在比较之前转换为 unsigned int，以及用于执行减法。

当 -1 转换为 unsigned int 时，结果是最大可能的 unsigned int 值（与 UINT_MAX 相同） 。不用说，它将大于您的无符号 1000 值，这意味着 a > > b 确实是 false，并且与 （无符号）b 相比，a 确实小。代码中的 if 应解析为 else 分支，这就是您在实验中观察到的情况。

相同的转换规则适用于减法。您的 ab 实际上被解释为 a - (unsigned) b 并且结果的类型为 unsigned int。此类值无法使用 %d 格式说明符打印，因为 %d 仅适用于有符号 值。您尝试使用 %d 打印它会导致未定义的行为，因此从 C 语言的角度来看，您看到打印的值（即使它在实践中具有逻辑确定性解释）是完全没有意义的。

编辑：实际上，我对未定义行为部分的理解可能是错误的。根据 C 语言规范，相应的有符号和无符号整数类型范围的公共部分应具有相同的表示形式（根据脚注 31，这意味着“作为函数参数的可互换性”）。因此，a - b 表达式的结果是如上所述的无符号 1001，除非我遗漏了某些内容，否则使用 打印这个特定的无符号值是合法的>%d 说明符，因为它落在 int 的正范围内。使用 %d 打印 (unsigned) INT_MAX + 1 是未定义的，但 1001u 没问题。

Answer 2

在 int 为 32 位的典型实现中，-1 当转换为 unsigned int 时为 4,294,967,295，这确实 ≥ 1000。

即使您在 code>unsigned world，1000 - (4,294,967,295) = -4,294,966,295 = 1,001 这就是你得到的。

这就是为什么当您将 unsigned 与 signed 进行比较时，gcc 会发出警告。 （如果您没有看到警告，请传递 -Wsign-compare 标志。）

Answer 3

您正在进行无符号比较，即将 1000 与 2^32 - 1 进行比较。

由于 printf 中的 %d，输出是有符号的。

注意，有时混合有符号和无符号操作数时的行为是特定于编译器的。我认为最好避免它们，并在有疑问时进行转换。

Answer 4

 #include<stdio.h>
 int main()
 {
   int a = 1000;
   signed int b = -1, c = -2;
   printf("%d",(unsigned int)b);
   printf("%d\n",(unsigned int)c);
   printf("%d\n",(unsigned int)a);

   if(1000>-1){
      printf("\ntrue");
   }
   else 
     printf("\nfalse");
     return 0;
 }

为此，您需要了解运算符的优先级

1. 关系运算符从左到右工作......
   所以当它到来时

   if(1000>-1)

时，首先它会将 -1 更改为无符号整数，因为 int 默认情况下被视为无符号数，并且它的范围大于有符号数

-1 将更改为无符号数，它变成了一个非常大的数字

Answer 5

找到一种简单的比较方法，当您无法摆脱无符号声明（例如，[NSArray count]）时，这可能很有用，只需将“unsigned int”强制为“int”即可。

如果我错了，请纠正我。

if (((int)a)>b) {
    ....
}

Answer 6

该硬件设计用于比较有符号与有符号以及无符号与无符号。

如果需要算术结果，请先将无符号值转换为更大的有符号类型。否则，编译器将假定比较实际上是在无符号值之间进行的。

而-1表示为1111..1111，所以它是一个非常大的数量...最大的...当解释为无符号时。

Answer 7

在比较 a>b 时，其中 a 是 unsigned int 类型，b 是 int 类型，b 是类型转换为 unsigned int 因此，signed int 值 -1 会转换为 unsigned** 的 MAX 值（范围： 0 到 (2^32)-1)**
因此，a＞b，即(1000＞4294967296)变为假。因此 else 循环 printf("a is SMALL! %d\n", ab); 被执行。