Question

在C中，像-1这样的有符号整数应该用关键字signed声明，如下所示：

signed int i = -1;

然而，我试过这个：

signed int i = -2;
unsigned int i = -2;
int i = -2;

并且所有3个案例都打印出-2 printf("%d", i);。为什么呢？

Answer 1

打印整数变量的方式受到传递给printf的格式字符串的影响：

Answer 2

由于您确认使用以下方式进行打印：

printf("%d", i);

这是未签名案例中的undefined behavior。 draft C99 standard部分7.19.6.1 fprintf函数中介绍了格式说明符的printf，它在段落 9 中说明：

如果转换规范无效，则行为未定义。^248） [...]

第3.4.3 部分未定义的行为中定义的标准为：

行为，在使用不可移植或错误的程序结构或错误数据时，本国际标准没有要求

并进一步说明：

可能的未定义行为包括完全忽略具有不可预测结果的情况，在转换或程序执行期间以环境特征（有或没有发出诊断消息）的文档方式执行，终止翻译或执行（发布诊断信息）。

最后，我们可以看到 int 与 signed int 相同。我们可以通过转到6.7.2 类型说明符部分看到这一点，在段落 2 中将 int 分组如下：

int，signed或signed int

以及稍后在段落 5 中说：

除了bit-field [...]
之外，每个逗号分隔的集都指定相同的类型

Answer 3

printf无法知道你传递给它的是什么。 C编译器在传递参数时执行默认类型提升，然后函数本身根据您传递的格式说明符重新解释值，因为它没有关于值的类型的其他信息你通过了。

当您将unsigned int传递给位居printf的{{1}}时，它是未定义的行为。你的程序不正确，它可以打印任何东西。

在两个补码表示中代表负数的硬件上会出现与您开始时相同的数字。但是，这不是一个普遍规则。

Answer 4

unsigned int i = -2; // i actually holds 4294967294
printf("%d", i); // printf casts i back to an int which is -2 hence the same output

Answer 5

你有两件事情在继续：

您将有符号值（-2）传递给无符号变量，然后请求printf将其解释为已签名。

请记住，“签名”和“无符号”与如何对数字进行算术运算有关。 printf系列接受内部转换根据格式指示符传入的任何内容。（这是可变函数的性质，它接受多种类型的参数。它们不能使用传统的类型安全机制）

这一切都很好，但并非所有事情都会起作用。

在大多数架构中，加法和减法的工作方式相同（只要你没有使用一些不使用2的补码表示负数的古怪架构）乘法和除法也可以相同。不平等比较是最难以了解它们将如何工作的事情，而且我已经多次对有符号和无符号进行比较，我认为这样做是正常的，因为它们处于小的有符号数范围内。

多数是“未定义”的含义。行为由编译器和硬件实现者完成，并且在架构之间甚至在同一架构上都不能相同。