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我在Computer Systems: A Programmer's Perspective, 2/E 一书中看到了以下代码。这很好用并创建了所需的输出。输出可以通过有符号和无符号表示的差异来解释。

#include<stdio.h>
int main() {
    if (-1 < 0u) {
        printf("-1 < 0u\n");
    }
    else {
        printf("-1 >= 0u\n");
    }
    return 0;
}

上面的代码产生-1 >= 0u了，但是，与上面相同的下面的代码没有！换句话说，

#include <stdio.h>

int main() {

    unsigned short u = 0u;
    short x = -1;
    if (x < u)
        printf("-1 < 0u\n");
    else
        printf("-1 >= 0u\n");
    return 0;
}

产量-1 < 0u。为什么会这样？我无法解释这一点。

请注意，我见过类似的问题，但它们没有帮助。

PS。正如@Abhineet 所说，可以通过更改short为int. 然而，如何解释这种现象呢？换句话说，-1在 4 个字节中是0xff ff ff ff，在 2 个字节中是0xff ff。给定它们作为被解释为 的 2s 补码，它们具有和unsigned的对应值。它们都不少于，我认为在这两种情况下，输出都必须是，即。4294967295655350-1 >= 0ux >= u

在小端英特尔系统上的示例输出：

简而言之：

-1 < 0u
u =
 00 00
x =
 ff ff

对于整数：

-1 >= 0u
u =
 00 00 00 00
x =
 ff ff ff ff
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4 回答 4

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上面的代码产生 -1 >= 0u

所有整数文字（数字常量）都有一个类型，因此也有一个符号。默认情况下，它们是int已签名的类型。附加u后缀时，会将文字转换为unsigned int.

对于任何有一个有符号操作数和一个无符号操作数的 C 表达式，平衡规则（正式地：通常的算术转换）隐式地将有符号类型转换为无符号。

从有符号到无符号的转换是明确定义的（6.3.1.3）：

否则，如果新类型是无符号的，则通过在新类型中可以表示的最大值的基础上反复加减一，直到该值在新类型的范围内。

例如，对于标准二进制补码系统上的 32 位整数，无符号整数的最大值为2^32 - 1（4294967295，limits.h 中的 UINT_MAX）。比最大值大一2^32。并且-1 + 2^32 = 4294967295，因此文字-1被转换为具有值的无符号整数4294967295。大于 0。

但是，当您将类型切换为 short 时，您最终会得到一个小的整数类型。这是两个示例之间的区别。每当小整数类型是表达式的一部分时，整数提升规则会隐式将其转换为更大的 int (6.3.1.1)：

如果 int 可以表示原始类型的所有值（受宽度限制，对于位域），则该值将转换为 int；否则，它将转换为无符号整数。这些被称为整数促销。整数提升不会改变所有其他类型。

如果short小于int给定平台（如 32 位和 64 位系统上的情况），则任何shortorunsigned short将因此始终转换为int，因为它们可以放入其中。

因此，对于表达式if (x < u)，您实际上最终会得到if((int)x < (int)u)which 的行为符合预期（-1 小于 0）。

于 2015-10-26T07:29:42.540 回答
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您遇到了 C 的整数提升规则。

小于类型的运算符int自动将其操作数提升为intor unsigned int。有关更详细的解释，请参阅评论。如果之后类型仍然不匹配（例如 unsigned int 与 int），则二进制（双操作数）运算符还有一个步骤。我不会尝试更详细地总结规则。 见伦丁的回答。

这篇博客文章更详细地介绍了这一点，并提供了一个与您类似的示例：signed 和 unsigned char。它引用了 C99 规范：

如果一个 int 可以表示原始类型的所有值，则将该值转换为 int；否则，它将转换为无符号整数。这些被称为整数促销。整数提升不会改变所有其他类型。

你可以在 Godbolt 之类的东西上更轻松地使用它，使用返回 one 或 zero 的函数。只需查看编译器输出，看看最终会发生什么。

#define mytype short

int main() {
    unsigned mytype u = 0u;
    mytype x = -1;
    return (x < u);
}
于 2015-10-26T07:05:53.753 回答
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除了您似乎假设的以外，这不是类型的特定宽度的属性，这里是 2 字节与 4 字节，而是要应用的规则的问题。整数提升规则声明short和在相应值范围适合的所有平台上unsigned short转换为. 由于这里是这种情况，因此两个值都被保留并获得 type 。完全可以按原样表示。所以测试结果小于。intintint-1int0-10

-1在针对0u公共转换进行测试的情况下，选择unsigned类型作为两者都转换为的公共类型。-1转换为是大于unsigned的值。UINT_MAX0u

这是一个很好的例子，为什么你不应该使用“窄”类型来做算术或比较。仅当您有服务器大小限制时才使用它们。简单变量很少会出现这种情况，但主要是对于大型数组，您可以真正从存储在窄类型中获益。

于 2015-10-26T07:18:10.343 回答
0

0u不是unsigned short，是unsigned int。

编辑:: 对行为的解释， 如何进行比较？

正如 Jens Gustedt 所回答的，

这被标准称为“通常的算术转换”，当两个不同的整数类型作为同一运算符的操作数出现时适用。

本质上是做什么的

如果类型具有不同的宽度（更准确地说是标准所说的转换等级），那么如果两种类型具有相同的宽度，则它将转换为更宽的类型，除了非常奇怪的架构之外，它们中的无符号赢得了值 -1 的有符号到无符号转换无论哪种类型，总是会产生无符号类型的最高可表示值。

他写的更多解释性博客可以在这里找到。

于 2015-10-26T06:58:03.807 回答