Question

我最近一直在阅读KnR，并遇到一条声明：

“涉及无符号类型值的表达式的类型转换为复杂”

因此，为了理解这一点，我编写了一个非常小的代码：

#include<stdio.h>
int main()
{
    signed char x = -1;
    printf("Signed : %d\n",x);
    printf("Unsigned : %d\n",(unsigned)x);
}

带符号的x位格式为：1000 0001 = -1
当转换为无符号时，其值必须为1000 0001 = 129。但是即使在类型转换之后，它也会打印-1。

注意：我正在使用gcc编译器。

Answer 1

C11 6.3.1.3，第2段：

否则，如果新类型为 unsigned ，则该值将转换为重复加或减一个比最大值大可以用新类型表示，直到该值在新类型。

−1不能表示为unsigned int值，-1转换为UINT_MAX。因此-1变成一个非常大的正整数。

另外，对%u使用unsigned int，否则结果将调用未定义的行为。

Answer 2

关于整数转换的语义是根据数学值而不是根据位定义的。最好了解值如何表示为位，但是在分析表达式时，您应该考虑值。

在此声明中：

printf("Signed : %d\n",x);

signed char x自动升级为int。由于x为-1，因此新的int的值也为-1，并且printf会打印“ -1”。

在此声明中：

printf("Unsigned : %d\n",(unsigned)x);

signed char x自动升级为int。该值仍为-1。然后，强制转换将其转换为unsigned。转换为unsigned的规则是，将UINT_MAX+1添加到值中或从中减去，以使其进入unsigned的范围内。在这种情况下，将UINT_MAX+1添加到−1一次会将值带到UINT_MAX，在范围之内。因此转换结果为UINT_MAX。

但是，然后将此unsigned值传递到printf，以进行%d转换打印。这违反了C 2018 7.21.6.1 9，该法律指出，如果类型不匹配，则行为未定义。

这意味着C实现可以执行任何操作。在您的情况下，似乎发生了什么：

unsigned值UINT_MAX用一位表示。
printf将所有一位的值解释为int。
您的实现对int类型使用两个补码。
以两位数的补码表示，一个全为1的对象表示-1。
所以printf印有“ -1”。

如果您使用的是正确的代码，则：

    printf("Unsigned : %u\n",(unsigned)x);

然后，printf将打印UINT_MAX的值，该值可能为4,294,967,295，因此printf将打印“ 4294967295”。

C语言中涉及无符号类型的对象的类型转换

2 个答案: