C語(yǔ)言中的正負(fù)數(shù)以及數(shù)值溢出

　　在數(shù)學(xué)中，數(shù)字有正負(fù)之分。在C語(yǔ)言中也是一樣。下面是小編分享的C語(yǔ)言中的正負(fù)數(shù)以及數(shù)值溢出，歡迎大家參考!

　　在C語(yǔ)言中，short、int、long 都可以帶上符號(hào)，例如：

　　short a = -10; //負(fù)數(shù)int b = +10; //正數(shù)long c = (-9) + (+12); //負(fù)數(shù)和正數(shù)相加

　　如果不帶正負(fù)號(hào)，默認(rèn)就是正數(shù)。

　　符號(hào)也要在內(nèi)存中體現(xiàn)出來(lái)。符號(hào)只有正負(fù)兩種情況，用1位就足以表示，這1位就是最高位。以 int 為例，它占用32位的內(nèi)存，0~30位表示數(shù)值，31 位表示正負(fù)號(hào)。如下圖所示：

　　在編程語(yǔ)言中，計(jì)數(shù)往往是從0開始，例如字符串 "abc123"，我們稱第 0 個(gè)字符是 a，第 1 個(gè)字符是 b，第 5 個(gè)字符是 3。這和我們平時(shí)從 1 開始計(jì)數(shù)的習(xí)慣不一樣，大家要慢慢適應(yīng)，培養(yǎng)編程思維。

　　在符號(hào)位中，用0表示正數(shù)，用1表示負(fù)數(shù)。例如 int 類型的 -10、+16 在內(nèi)存中的表示如下：

　　如果不希望設(shè)置符號(hào)位，可以在數(shù)據(jù)類型前面加 unsigned，如下所示：

　　unsigned short a = 12;unsigned int b = 1002;unsigned long c = 9892320;

　　這樣，short、int、long 中就沒(méi)有符號(hào)位了，所有的位都用來(lái)表示數(shù)值。也就意味著，使用了 unsigned 只能表示正數(shù)，不能表示負(fù)數(shù)了。

　　如果是unsigned int，那么可以省略 int ，只寫 unsigned，例如：

　　unsigned n = 100;

　　它等價(jià)于：

　　unsigned int n = 100;

　　輸出無(wú)符號(hào)數(shù)使用%u，代碼如下：

　　#include #include int main(){ int a1 = 1234, a2 = -1234; unsigned int b1 = 5678, b2 = -5678; printf("a1=%d, a1(u)=%u ", a1, a1); printf("a2=%d, a2(u)=%u ", a2, a2); printf("b1=%d, b1(u)=%u ", b1, b1); printf("b2=%d, b2(u)=%u ", b2, b2); return 0;}

　　輸出結(jié)果：

　　a1=1234, a1(u)=1234

　　a2=-1234, a2(u)=4294966062

　　b1=5678, b1(u)=5678

　　b2=-5678, b2(u)=4294961618

　　可以發(fā)現(xiàn)，無(wú)論變量聲明為有符號(hào)數(shù)還是無(wú)符號(hào)數(shù)，只有當(dāng)以 %u 格式輸出時(shí)，才會(huì)作為無(wú)符號(hào)數(shù)處理;如果聲明為 unsigned 卻以 d% 輸出，那么也是有符號(hào)數(shù)。

　　a2、b2 的輸出值之所以很奇怪，與它們?cè)趦?nèi)存中的存儲(chǔ)形式有關(guān)，我們將在《C語(yǔ)言整數(shù)在內(nèi)存中是如何存儲(chǔ)的》一節(jié)詳細(xì)介紹。

　　最后需要說(shuō)明的是：不管是否有符號(hào)，%o、%x、%X、%#o、%#x、%#X 都是以無(wú)符號(hào)形式輸出，讀者可以親自測(cè)試。

　　取值范圍和數(shù)據(jù)溢出

　　short、int、long 占用的字節(jié)數(shù)不同，所能表示的數(shù)值范圍也不同。以32位平臺(tái)為例，下面是它們的取值范圍：

　　當(dāng)數(shù)值過(guò)大或過(guò)小時(shí)，有限的幾個(gè)字節(jié)就不能表示，就會(huì)發(fā)生溢出。發(fā)生溢出時(shí)，最高位會(huì)被截去。請(qǐng)看下面的例子：

　　#include int main(){ unsigned int a = 0x100000000; int b = 0xffffffff; printf("a=%u, b=%d ", a, b); return 0;}

　　運(yùn)行結(jié)果：

　　a=0, b=-1

　　變量 a 為 int 類型，占用4個(gè)字節(jié)(32位)，能表示的最大值為 0xFFFFFFFF，而 0x100000000 = 0xFFFFFFFF + 1，占用33位，已超出 a 所能表示的最大值，會(huì)發(fā)生溢出，最高位被截去，剩下的32位都是0。也就是說(shuō)，在 a 被輸出前，其值已經(jīng)變成了 0。

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