Question

例如：

unsigned int i = ~0;

结果：我可以分配给i

的最大数量

和

signed int y = ~0;

结果：-1

为什么我会-1？我不应该获得可以分配给y的最大数量吗？

Answer 1

4294967295（a.k.a。UINT_MAX）和-1都具有相同的0xFFFFFFFF二进制表示或32位全部设置为1。这是因为有符号数字是使用two's complement表示的。负数将其MSB（最高有效位）设置为1，并通过翻转其余位来确定其值，添加1并乘以-1。因此，如果您将MSB设置为1，其余位也设置为1，则翻转它们（获得32个零），添加1（获取1并乘以-1以最终获得-1。

这使得CPU更容易进行数学运算，因为它不需要负数的特殊例外。例如，尝试添加0xFFFFFFFF（ - 1）和1。由于只有32位的空间，因此会溢出，结果将如预期的那样0。

详见：

http://en.wikipedia.org/wiki/Two%27s_complement

Answer 2

unsigned int i  = ~0;

结果：我可以分配给我的最大号码

通常，但不一定。表达式~0的计算结果为int，并设置了所有（非填充）位。 C标准允许对有符号整数进行三次表示，

两个补码，在这种情况下~0 = -1并将其分配给unsigned int会产生(-1) + (UINT_MAX + 1) = UINT_MAX。
1'补码，在这种情况下~0是负零或陷阱表示;如果它是负零，则unsigned int的分配将导致0。
符号和幅度，在这种情况下，~0为INT_MIN == -INT_MAX，并将其分配给unsigned int会产生(UINT_MAX + 1) - INT_MAX，其中1为unsigned int具有宽度（无符号整数类型的值位数，有效位数+ 1 [对于有符号整数类型的符号位]）小于int和{的不太可能的情况{1}}通常情况下2^(WIDTH - 1) + 1的宽度与unsigned int的宽度相同。

初始化

int

始终会unsigned int i = ~0u;保持值i。

UINT_MAX

结果：-1

如上所述，只有当有符号整数的表示使用二进制补码时（现在是最常见的表示）。

Answer 3

~0只是一个int，所有位都设置为1.当解释为unsigned时，这将等同于UINT_MAX。如果解释为signed，则为-1。

假设32位整数：

 0 = 0x00000000 =  0 (signed) = 0 (unsigned)
~0 = 0xffffffff = -1 (signed) = UINT_MAX (unsigned)

Answer 4

保罗的回答是完全正确的。您可以使用：

而不是使用〜0

#include <limits.h>

signed int y = INT_MAX;
unsigned int x = UINT_MAX;

现在，如果你检查值：

printf("x = %u\ny = %d\n", UINT_MAX, INT_MAX);

您可以在系统上看到最大值。

Answer 5

不，因为~是按位NOT 运算符，而不是类型运算符的最大值。 ~0对应于int，所有位都设置为1，解释为无符号，为您提供无符号可表示的最大数字，并解释为带符号的int，为您提供 - 1。

Answer 6

您必须在two's complement机器上。

Answer 7

查找http://en.wikipedia.org/wiki/Two%27s_complement，了解一下布尔代数和逻辑设计。另外，学习如何计算二进制和二进制加法和减法将进一步解释这一点。

C语言使用这种数字形式，以便找到需要使用0x7FFFFFFF的最大数字。（对于每个使用的字节，你使用2个FF，最左边的字节是7.）要理解这一点，你需要查找十六进制数字以及它们是如何工作的。

现在解释无符号的等价物。在带符号的数字中，数字的下半部分是负数（0表示为正数，因此负数实际上比正数高1）。无符号数字都是正数。因此理论上你的32位int的最高数字是2 ^ 32，除了0仍然被计为正数所以它实际上是2 ^ 32-1，现在对于有符号数字，这些数字的一半是负数。这意味着我们将前一个数字2 ^ 32除以2，因为32是指数，我们得到每侧2 ^ 31个数字0为正数意味着有符号32位int的范围是（-2 ^ 31,2 ^ 31- 1）。

现在只是比较范围：无符号32位int：（0,2 ^ 32-1）签名32位int：（ - 2 ^ 31,2 ^ 32-1）无符号16位int：（0,2 ^ 16-1）签名16位int：（ - 2 ^ 15,2 ^ 15-1）

你应该能够看到这里的模式。解释〜0的事情需要多一点，这与二进制中的减法有关。它只是添加1并翻转所有位然后将两个数字相加。 C在幕后为您完成此操作，许多处理器（包括x86和x64系列处理器）也是如此。因此，最好存储负数，就好像它们正在倒计时一样，并且在二进制补码中，添加的1也是隐藏的。因为0被假定为正，因此负数不能具有0的值，因此它们自动地将-1（位翻转后的正1）添加到它们。在解码负数时，我们必须考虑到这一点。

Tilde C unsigned vs signed integer

7 个答案: