不同类型数据运算的总结

前端之家收集整理的这篇文章主要介绍了不同类型数据运算的总结前端之家小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。

前几天在学习交流群里,有个小伙伴问了一个问题,是关于有符号整数和无符号字符数的运算的问题。对于这部分,我个人理解的也有点问题,现在来做个总结回顾。

有符号整型和无符号数整型

举例

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

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

  输出结果为:1

解析

  无符号整型和有符号整型比较时,有符号整型会转化成无符号整型。因此,-1转化为无符号数为0xFFFFFFFF,所以a>b,输出1。

有符号字符型和无符号字符型

举例

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

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

  输出结果:0

解析

  要解释以上这个现象,首先要明白整型提升:

  整型提升是C程序设计语言中的一项规定:在表达式计算时,各种整形首先要提升为int类型,如果int类型不足以表示则要提升为unsigned int类型;然后执行表达式的运算。

  整型提升的意义在于:表达式的整型运算要在cpu的相应运算器件内执行,cpu内整型运算器(ALU)的操作数的字节长度一般就是int的字节长度,同时也是cpu的通用寄存器的长度。因此,即使两个char类型的相加,在cpu执行时实际上也要先转换为cpu内整型操作数的标准长度。通用cpu(general-purpose cpu)是难以直接实现两个8比特字节直接相加运算(虽然机器指令中可能有这种字节相加指令)。所以,表达式中各种长度可能小于int长度的整型值,都必须先转换为int或unsigned int,然后才能送入cpu去执行运算。(来源百度百科)

  举个例子

#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;
}

  输出结果为:4 d 1。

  第8行,按理来说应该输出1的,但是这里输出的是4.因为,进行a和b都为char型,a+b时,会将a和b提升为int型计算,所以会输出4。

  第11行,c为char型,计算a+b时,其实是先提升为int型,再转换为char型赋值给c,进行了两次类型转换。所以,printf时,c是char型,输出d(ASCII:100)

  同样的,第12行输出的就是1。

  接下来回到本题中,a = -1,提升为int型为-1,b = 1,提升为int型为1,所以结果为0。

有符号整型和无符号字符型

举例

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

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

  输出结果为:0。

解析

  整型提升,b转化为int型为0xFF,所以a<b。输出0。

有符号字符型和无符号整型

举例

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

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

输出结果:1。

解析

  char类型被扩展为unsigned int后与b相等,同为0xFFFFFFFF

-1源码:1000 0001

-1补码:1111 1111

扩展: 1111 11111111 1111(占用字节小的数据赋值给占用字节大的需要扩充符号位,相反需要截断高位

转为unsigned int:0xFFFF FFFF

转为int: 求扩展后的源码,还需要-1,除去符号位,取反。因此结果为:1000 0000 0000 0001 = -1。

结论

  1.无符号int与有符号int比较大小,都转化为无符号int来比较。

  2.int类型与非无符号int的类型比较时,非无符号int的类型转化为int来比较。

  3.无符号int类型与其他类型如unsigned short,signed short,unsigned char,char 比较时,其他类型一律转化为无符号int类型来比较。

  4.非无符号int类型和非int类型如unsigned short,signed short,unsigned char,char 比较时,一律转化为int类型来比较。

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