unsigned中無(wú)符號(hào)是什么詳析
前言
想要弄清什么是無(wú)符號(hào),什么是有符號(hào),就需要先知道數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)是如何存儲(chǔ)的
數(shù)據(jù)是如何儲(chǔ)存的
在計(jì)算機(jī)內(nèi),數(shù)據(jù)都是以二進(jìn)制的零一串的形式儲(chǔ)存的,并且稱帶符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)稱為機(jī)器數(shù)
整數(shù)機(jī)器數(shù)有3種形式:原碼、反碼、補(bǔ)碼
- 二進(jìn)制的最高位是符號(hào)位:0代表正數(shù),1代表負(fù)數(shù)。“無(wú)符號(hào)”和“有符號(hào)“中的”符號(hào)“就值得是這個(gè)符號(hào)位。
- 按照一個(gè)數(shù)的正負(fù),直接寫(xiě)出它的二進(jìn)制表示形式就是原碼
- 正數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼是相同的
- 負(fù)數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼要經(jīng)過(guò)計(jì)算的
- 反碼:原碼的符號(hào)位不變,其他位按位取反
- 補(bǔ)碼:反碼+1
- 在內(nèi)存中存儲(chǔ)的形式是補(bǔ)碼
int n = 10
,整形占四個(gè)字節(jié)(32bit)
00000000000000000000000000001010 原碼
00000000000000000000000000001010 反碼
00000000000000000000000000001010 補(bǔ)碼int n = -10
10000000000000000000000000001010 原碼
111111111111111111111111111111110101 反碼
111111111111111111111111111111110110 補(bǔ)碼
什么叫無(wú)符號(hào)
前面已經(jīng)知道,數(shù)據(jù)是以二進(jìn)制的形式儲(chǔ)存在內(nèi)存之中,并且二進(jìn)制的最高位為符號(hào)位
在C語(yǔ)言中,將基本數(shù)據(jù)類型劃分為
signed
(有符號(hào))和unsigned
(無(wú)符號(hào))兩類
在signed
類中,有符號(hào),顧名思義就是二進(jìn)制的最高位代表著符號(hào)位,即0位正數(shù),1為負(fù)數(shù)。
而在unsigned
中,無(wú)符號(hào),就是二進(jìn)制的最高位不是符號(hào)位,它是0或1并不代表著這個(gè)二進(jìn)制數(shù)為正或負(fù)
- 初始化變量int a = 10它等價(jià)于signed int a =10因?yàn)殛P(guān)鍵字signed在定義的時(shí)候可以省略,C語(yǔ)言中默認(rèn)是有符號(hào)數(shù)所以我們以往定義的整形變量都是有符號(hào)數(shù)字
- 如果想要定義一個(gè)無(wú)符號(hào)數(shù),就必須加關(guān)鍵字unsigned,定義一個(gè)無(wú)符號(hào)的10:unsigned int a = 10
- 這里需要注意的一點(diǎn)是:因?yàn)闊o(wú)符號(hào)數(shù)字沒(méi)有符號(hào)位這個(gè)概念,數(shù)字連符號(hào)都沒(méi)有了沒(méi)有正負(fù)之分,所以它只能表示正數(shù)
- 但是無(wú)符號(hào)數(shù)字也能存放負(fù)數(shù),這點(diǎn)是無(wú)符號(hào)數(shù)字中最”妙“的點(diǎn)
接下來(lái)用unsigned int a = 10
和unsigned int a = -10
舉例進(jìn)行介紹
10為正數(shù),三碼都一樣,所以10的補(bǔ)碼為
00000000000000000000000000001010
,表面上看有無(wú)符號(hào)的10的補(bǔ)碼都一致,但是本質(zhì)上無(wú)符號(hào)的最高位不是符號(hào)位
-10
的原碼為10000000000000000000000000001010
原碼除了符號(hào)位,其他取反加1得到反碼:111111111111111111111111111111110101
反碼加1得到補(bǔ)碼:111111111111111111111111111111110110
unsigned int a = -10
然后把-10的補(bǔ)碼存到a
中,所以此時(shí)無(wú)符號(hào)變量a
中存放著:111111111111111111111111111111110110
因?yàn)?code>a為無(wú)符號(hào)變量,所以111111111111111111111111111111110110
的最好位1
不代表著符號(hào),所以a
的本質(zhì)就是一個(gè)正數(shù),正數(shù)原碼、補(bǔ)碼、反碼相同,所以111111111111111111111111111111110110
就是a
所表示數(shù)字的原碼,所以輸出時(shí),就會(huì)把這個(gè)二進(jìn)制序列直接輸出。
接下來(lái)輸出一下無(wú)符號(hào)a
的值:
int main() { unsigned int a = -10; printf("%u\n", a); //無(wú)符號(hào)的數(shù)用%u輸出 return 0; }
結(jié)果為:
這是一個(gè)很大的數(shù),我們用計(jì)算器驗(yàn)證一下二進(jìn)制序列111111111111111111111111111111110110
的十進(jìn)制數(shù)是多少:
所以無(wú)符號(hào)a輸出的結(jié)果就是以-10的補(bǔ)碼為原碼的正數(shù)的十進(jìn)制
例題
例1
一下代碼的結(jié)果是:
#include <stdio.h> int i; int main() { i--; if (i > sizeof(i)) { printf(">\n"); } else { printf("<\n"); } return 0; }
A.>
B.<
C.不輸出
D.程序有問(wèn)題
在C語(yǔ)言中,全局變量,沒(méi)有初始化,默認(rèn)為0,i--
后,i
結(jié)果為-1,sizeof(i)
按照i類型大小是4,所以按照此分析,結(jié)果應(yīng)為B,但B選項(xiàng)是錯(cuò)誤的
正確選項(xiàng)其實(shí)為A
因?yàn)?code>sizeof返回值類型為無(wú)符號(hào)整形,因此編譯器會(huì)自動(dòng)將左側(cè)的i
轉(zhuǎn)換為無(wú)符號(hào)的整形數(shù)據(jù),-1的無(wú)符號(hào)整形是一個(gè)非常大的正數(shù),肯定超過(guò)4,所以正確選項(xiàng)為A
例2
//輸出的結(jié)果是什么? int i= -20; unsigned int j = 10; printf("%d\n", i+j); //按照補(bǔ)碼的形式進(jìn)行運(yùn)算,最后格式化成為有符號(hào)整數(shù)
- i的原碼是:100000000000000000000000000010100
- i的反碼是:1111111111111111111111111111111101011
- i的補(bǔ)碼是:1111111111111111111111111111111101100
- j 的補(bǔ)碼是:000000000000000000000000000001010
- i+j的補(bǔ)碼是:1111111111111111111111111111111110110
- i+j的原碼是: 100000000000000000000000000001010
- i+j的值為-10,輸出-10
例3
//輸出結(jié)果? unsigned int i; for(i = 9; i >= 0; i--) { printf("%u\n",i); }
答案:死循環(huán)
分析:因?yàn)?code>i為一個(gè)無(wú)符號(hào)的int
,所以當(dāng)i
為0時(shí),再減1不會(huì)變成負(fù)數(shù),反而會(huì)變成一個(gè)極大的數(shù),必定大于0,然后這個(gè)極大的數(shù)逐漸-1,當(dāng)再次等于0時(shí),循環(huán)上述的操作,所以此程序是死循環(huán)。
總結(jié)
到此這篇關(guān)于unsigned中無(wú)符號(hào)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)unsigned無(wú)符號(hào)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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