Question

我尝试乘以三个数字，但得到一个奇怪的结果。为什么我会得到如此不同的结果？

unsigned int a = 7;
unsigned int b = 8;
double d1 = -2 * a * b;
double d2 = -2 * (double) a * (double) b;
double d3 = -2 * ( a * b );

// outputs:
// d1 = 4294967184.000000
// d2 = -112.000000
// d3 = 4294967184.000000

Answer 1

在第一个示例中，数字-2将转换为unsigned int。乘法结果为-112，当表示为无符号时为2 ^ 32 - 112 = 4294967184.然后，此结果最终转换为double以进行赋值。

在第二个示例中，所有数学都在双精度数上完成，从而得到正确的结果。如果您这样做，您将获得相同的结果：

double d3 = -2.0 * a * b

因为-2.0是double字面值。

Answer 2

双签署。这意味着第一位（最高有效位，也就是符号位）确定该数字是正数还是负数。

unsigned int无法处理负值，因为它使用第一位（最高位）来扩展它可以表示的“正”数字的范围。所以在

double d1 = -2 * a * b;

执行时，你的机器将整个（-2 * a * b）置于无符号的int结构（如a和b）中，它产生以下二进制1111 1111 1111 1111 1111 1111 1001 0000（因为它是两者的补码） 112的是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 0000）。但这里的问题是它是unsigned int因此它被视为一个非常大的正整数（即4294967184），因为它不会将前1作为符号位。

然后你把它放在一个双，这就是你打印.00000的原因。

另一个例子是有效的，因为你将a转换为double而b转换为double，所以当-2乘以double时，你的计算机将把它放在双重结构中，因此，将考虑符号位。

double d3 = -2 * (double) (a * b)

也会奏效。

要了解签名和未签名，请检查this

Answer 3

double d1 = -2 * a * b;

右侧的所有内容都是整数类型，因此右侧将被计算为整数类型。 a和b是无符号的，因此指示结果的特定类型。那-2怎么样？它被转换为unsigned int。使用2s补码算法将负整数转换为无符号整数。 -2成为一个非常大的正无符号整数。

double d2 = -2 * (double) a * (double) b;

现在右侧是混合整数和浮点数，因此右侧将被计算为浮点类型。那-2怎么样？它被转换为双倍。现在转换非常简单：转换为-2的{{1}}变为double。

Answer 4

在C和C ++中，内置运算符始终应用于两个相同类型的变量。如果两个变量中的一个（或两个）变量最初不同（或太小），则一组非常精确的规则会指导促销。

在这种精确的情况下，-2默认为signed int类型（int的同义词），而a和b的类型为{{1} }}。在这种情况下，规则规定unsigned int应该提升为-2，并且因为在您的系统上，您可能有32位unsigned int和2补码表示，这最终成为int（4 294 967 294）。然后将此数字乘以2**32 - 2，结果取模a（4 294 967 282），然后2**32，再次模数b（4 294 967 184）。

这真是一个奇怪的系统，并导致了无数的错误。例如，溢出本身导致今年6月30日的Linux漏洞导致全世界许多计算机被绞死。我听说它也破坏了几个Java系统。

C ++：double vs unsigned int。为什么会像这样运行？

4 个答案: