C 为什么'；%d'；不返回正确的值？

当

a

小于

31

时，它会打印正确的数字。从

31

开始，它只打印

-1

，我不明白为什么。如何修复它？

整数溢出并将变为负数

要解决此问题，可以将

int

变量

b

更改为

long

int a = 31; 
int b = 1; 

while (a)
{
    b = (2 * b) + 1;
    a--;
};

printf("count:%d \n", b);

---

整数溢出并将变为负数

要解决此问题，可以将

int

变量

b

更改为

long

int a = 31; 
int b = 1; 

while (a)
{
    b = (2 * b) + 1;
    a--;
};

printf("count:%d \n", b);

---

在int类型的两个补码内部表示中，如果其大小等于4字节，则符号位等于2^31

因此，当b等于INT_MAX时，将b乘以2，然后设置符号位并将数字转换为-1

---

也就是说，当符号位未设置时，会得到泊松数1、3、7、15等等。一旦设置了符号位，您就会得到负数-1，该负数具有内部表示形式，所有位（包括符号位）都已设置。

在int类型的两个补码内部表示形式中，如果其大小等于4字节，则符号位等于2^31

因此，当b等于INT_MAX时，将b乘以2，然后设置符号位并将数字转换为-1

---

也就是说，当符号位未设置时，会得到泊松数1、3、7、15等等。一旦设置了符号位，您就会得到负数-1，该负数具有内部表示形式，包括符号位在内的所有位都已设置。

当

a

变为0时，由于条件

long b = 1;

评估

 while (a) ...

它将在循环执行

31次后发生，其中包含以下表达式：

while (a != 0)...

而
b
的初始值为
1
。它将生成序列：
1,3,7,15。。。2^（k+1）-1
，而
k
是迭代次数（初始值从0开始）。因此，对于k=
31
，该值应为
2^32-1
2^32
溢出了4字节整数存储类型，导致未定义的行为。但是一些编译器通常通过丢弃溢出的最左边的位来处理溢出，因此被截断的
2^32
正在变成
0
。所以
0-1=-1
这就是你的结果。但是，没有任何标准可以保证你会得到这个结果，所以你永远不应该依赖它

要修复它，您可以使用更大的存储类型，如
long
，并将
%ld
用于
printf
，
而
循环在
a
变为0时终止，因为条件为

long b = 1;

评估

 while (a) ...

它将在循环执行
31次后发生，其中包含以下表达式：

while (a != 0)...

而
b
的初始值为
1
。它将生成序列：
1,3,7,15。。。2^（k+1）-1
，而
k
是迭代次数（初始值从0开始）。因此，对于k=
31
，该值应为
2^32-1
2^32
溢出了4字节整数存储类型，导致未定义的行为。但是一些编译器通常通过丢弃溢出的最左边的位来处理溢出，因此被截断的
2^32
正在变成
0
。所以
0-1=-1
这就是你的结果。但是，没有任何标准可以保证你会得到这个结果，所以你永远不应该依赖它

要修复它，您可以使用更大的存储类型，如
long
，并将
%ld
用于
printf
可以使用@EugeneSh。答案是，但是这个系列不是从1开始，而是从3开始。要打印b的所有值，printf需要保留在while循环中。如果打算从1开始，printf需要是while循环中的第一行。
可以使用@EugeneSh。答案是，但是这个系列不是从1开始，而是从3开始。要打印b的所有值，printf需要保持在while循环中。如果打算从1开始，printf需要是while循环的第一行。
在最后一次迭代开始时
b
是
2147483647
，因此
2*b
将是未定义的行为，并可能导致
-2
，这将导致在最后一次迭代后
b
等于
-1
。该程序永远不会计算
0-1
以获得
b
@mch您是对的。通过编译器，大多数情况下都是这样工作的。我将编辑答案。@EugeneSh。无符号整数溢出定义良好（模运算），但有符号整数溢出是UB。在上一次迭代开始时，
b
是
2147483647
，因此
2*b
将是未定义的行为，可能导致
-2
，这将导致在上一次迭代后
b
等于
-1
。该程序永远不会计算
0-1
以获得
b
@mch您是对的。通过编译器，大多数情况下都是这样工作的。我将编辑答案。@EugeneSh。无符号整数溢出是定义良好的（模运算），但有符号整数溢出是UB。如果你仔细看，我的回答是，序列从迭代数
0
开始，这是
b
的初始值，对不起，@EugeneSh，我没有看到。如果你仔细看，我的回答是，这个系列是从迭代编号
0
开始的，这是
b
的初始值，对不起，@EugeneSh，我没有看到，我已经更新了我的答案。现在它确实解释了如何修复它：）当您在while循环中添加printf语句来打印bI have updated my answer的计算值时，问题将变得很明显。现在它确实解释了如何修复它：）当您在while循环中添加printf语句以打印b的计算值时，问题将变得很明显