C 无符号整数存储有符号值

来自一种无类型语言（PHP），我对C中的数据类型有点困惑。我面临以下奇怪的行为

//First case
unsigned int a;
a = -1;
printf("a = %u", a); //Outputs a strange number, no problem here

//Second case
unsigned int a;
a = -1;
printf("a = %d", a); //Outputs -1

我不明白的是，

一个

“包含”一个有符号的值，而我们明确地说它是

无符号的

---

仅在第二种情况下格式化输出如何才能做到这一点？

将

-1

表示为类似

1000000000000000000000000000001

（如果

int

与我的情况一样有4个字节）。当您使用

%d

输出它时，

printf（）

将其解释为正常整数，因此它将前导的

1

解释为符号，并打印

-1

。如果您将其输出为

%u

，

printf（）

知道它是无符号的，并将前导的

1

解释为

2^32

，从而将

4294967295

作为输出。

-1将表示为

1000000000000000000000000000001

（如果

int

与我的情况一样有4个字节）。当您使用

%d

输出它时，

printf（）

将其解释为正常的int，因此它将前导的

1

解释为符号，并打印

-1

。如果您将其输出为

%u

，

printf（）

知道它是无符号的，并将前导的

1

解释为

2^32

，从而将

4294967295

作为输出。

因为这就是

printf

所做的。它不知道提供的值的类型。因此它会将在

a

中找到的数据解释为有符号整数，因为它可以通过给它

%d

来执行此操作

---

printf

如果您为格式化代码输入了不正确的值，或者完全忽略了它们，也会非常危险。您的程序将在没有任何消息的情况下崩溃。

因为这就是

printf

所做的。它不知道提供的值的类型。因此它将获取在

a

中找到的数据并对其进行解释作为有符号整数，因为您通过给它

%d

来告诉它这样做

---

printf

如果您为格式化代码输入了不正确的值，或者完全忽略了它们，也会非常危险。您的程序将在没有任何消息的情况下崩溃。

编译器会将-1转换为您系统的正确有符号数字格式，在99.9%的情况下，这将是二的补码。在二的补码系统上对于32位整数，-1将对应于0xFFFFFFFF。但如果将其存储在无符号变量中，将得到值42.9亿

然后尝试使用%d格式说明符打印42.9亿，该说明符保留为负数。然后程序再次将0xFFFFFF解释为-1

---

总而言之，二进制级别上不存在负数。根据您选择显示二进制的方式，您可以形成负数。不过，负数只能是1和0：您无法在计算机内存单元中保存减号。

编译器将-1转换为系统正确的有符号数格式，格式为99.9%的情况下，这将是二的补码。在具有32位整数的二的补码系统上，-1将对应于0xFFFFFFFF。但如果将其存储在无符号变量中，则会得到42.9亿的值

然后尝试使用%d格式说明符打印42.9亿，该说明符保留为负数。然后程序再次将0xFFFFFF解释为-1

---

总而言之，二进制级别上不存在负数。根据您选择显示二进制的方式，您可以形成负数。不过，负数都是1和0：您无法将减号保存在计算机内存单元中。

正如其他人所说，您必须始终记住值和它之间的差异s表示，因为在C中这两个概念是广泛分离的

通过赋值，您将一个值放入内存的特定区域；通过printf（）和类似的方法，您尝试解释这样的值

为了澄清，请尝试理解这一点：

#include <stdio.h>

int main() {   
    int val = 2181448;;
    printf("%s\n", ((char*)&val));   // * Outputs: "HI!"
    return 0;
}   

#包括
int main（）{
int val=2181448；；
printf（“%s\n”（（char*）&val））；//*输出：“嗨！”
返回0；
}   

这将打印“HI！”，因为您将赋值放在连续的内存区域（“int”在这里至少有4个字节宽）中，数字“2181448”，十六进制为0x00214948，即：

• 值为0x00的字节，即零
• 值为0x21的字节，十进制为33，ascii为“！”
• 带有0x49的字节，十进制为73，ascii为“I”
• 最后是一个值为0x48的字节，十进制为72，ascii为“H”

---

如果让printf将其解释为字符串（注意强制转换只是为了避免编译器警告）（*由于反向结束）您可以看到输出的数字是一个以零结尾的4长度字符串“H”“I”！“\0”

，正如其他人所说的，您必须始终记住值与其表示形式之间的差异，因为在C中，这两个概念是广泛分开的

通过赋值，您将一个值放入内存的特定区域；通过printf（）和类似的方法，您尝试解释这样的值

为了澄清，请尝试理解这一点：

#include <stdio.h>

int main() {   
    int val = 2181448;;
    printf("%s\n", ((char*)&val));   // * Outputs: "HI!"
    return 0;
}   

#包括
int main（）{
int val=2181448；；
printf（“%s\n”（（char*）&val））；//*输出：“嗨！”
返回0；
}   

这将打印“HI！”，因为您将赋值放在连续的内存区域（“int”在这里至少有4个字节宽）中，数字“2181448”，十六进制为0x00214948，即：

• 值为0x00的字节，即零
• 值为0x21的字节，十进制为33，ascii为“！”
• 带有0x49的字节，十进制为73，ascii为“I”
• 最后是一个值为0x48的字节，十进制为72，ascii为“H”

如果你做了printfinter