C 无符号整数、浮点数据类型和乘法的古怪

我不是很擅长C语言，只是遇到了一个我不懂的问题。代码是：

int main()
{
    unsigned int a = 100;
    unsigned int b = 200;
    float c = 2;

    int result_i;
    unsigned int result_u;
    float result_f;

    result_i = (a - b)*2;
    result_u = (a - b);
    result_f = (a-b)*c;

    printf("%d\n", result_i);
    printf("%d\n", result_u);
    printf("%f\n", result_f);
    return 0;
}

输出为：

-200
-100
8589934592.000000
Program ended with exit code: 0

对于（a-b）是负数，而a，b是无符号整数类型，则（a-b）是平凡的。乘以浮点数c后，结果为8589934592.000000。我有两个问题：

首先，为什么将整数类型编号2相乘并分配给整数类型编号后的结果是非平凡的

第二，为什么即使（a-b）是负数并且结果是无符号整数类型，结果仍然是非平凡的

我正在使用Xcode测试这段代码，编译器是默认的APPLE LLVM 6.0

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谢谢

您在printf中得到负数，因为您要求它打印一个带有%d的有符号整数。如果要查看最终得到的实际值，请使用%u。这还将向您展示如何得到浮点乘法的输出

你认为

a-b

为负值的假设是完全错误的

由于

a

和

b

具有

unsigned int

类型，因此使用这两个变量的所有算术运算都在

unsigned int

类型的域中执行。这同样适用于混合“

unsigned int

”算法和

int

”算法。此类操作实现模运算，模等于

UINT\u MAX+1

这意味着表达式

a-b

生成类型为

unsigned int

的结果。它是一个大的正值，等于

UINT_MAX+1-100

。在具有32位

int

的典型平台上，它是

4294967296-100=4294967196

表达式

（a-b）*2也会生成类型为
无符号int
的结果。它也是一个很大的正值（
UINT_MAX+1-100
乘以
2
，取模
UINT_MAX+1
）。在典型的平台上，它是
4294967096

后一个值对于类型
int
太大。这意味着当您将其强制放入变量
result\u i
时，会发生有符号整数溢出。赋值时有符号整数溢出的结果由实现定义。在您的情况下，
result\u i
最终为
-200
。它看起来“正确”，但语言不能保证这一点。（尽管您的实现可能会保证这一点。）

变量
result\u
接收正确的无符号结果-正值
UINT\u MAX+1-100
。但是您可以使用
printf
中的
%d
格式说明符打印该结果，而不是使用正确的
%u
。使用
%d
说明符打印不符合
int
范围的
无符号int
值是非法的。因此，代码的行为未定义。您在输出中看到的
-100
值只是未定义行为的一种表现。这个输出在形式上是没有意义的，即使它乍一看是“正确的”

最后，变量
result\u f
接收
（a-b）*c
表达式的“正确”结果，因为乘法是在
float
域中执行的，因此计算时不会溢出。您看到的是我上面提到的大正值乘以
2
。但它很可能被四舍五入到
float
类型的精度，这是实现定义的。准确的值应该是
4294967196*2=8589934392

有人可能会争辩说，您打印的最后一个值是唯一正确反映无符号算术特性的值，即它“自然”来自
a-b
的实际结果。您能描述一下您所说的“非平凡”是什么意思吗？
printf（“%d\n”，result\u）-->
printf（“%u\n”，结果）%f
打印浮点。它将显示无符号int结果的正确值，这使%f printf的输出变得明显。非常感谢！在表达式（a-b）*2中，2是否也自动视为无符号整数？是因为a，b是未签名的int吗？@facebook-1536745818；是。@facebook-1536745818:正式地说，
2
是一个
int
。但是，当您混合使用大小相同的有符号类型和无符号类型时，无符号类型将“获胜”，并且计算将在无符号类型的域中执行。因此，是的，
2
被解释为无符号。