在C语言中，unsigned int和signed int有什么区别？

Question

在C语言中，unsigned int和signed int有什么区别？

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考虑以下定义：

int x=5;
int y=-5;
unsigned int z=5;

它们在内存中是如何存储的？有人可以解释一下它们在内存中的位表示吗？

int x=5和int y=-5在内存中是否可以具有相同的位表示？

- Anand Kumar

最好的解释链接 - Dhiren Hamal

5个回答

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因为一切都是关于内存的，最终所有的数值都以二进制形式存储。

一个32位无符号整数可以包含从二进制0到二进制1的所有值。

当涉及到32位有符号整数时，它意味着其中一位（最高位）是一个标志，标记该值是正数还是负数。

- Prashant

您能告诉我在这种情况下如何检查给s8（8位有符号）的值是否超出范围吗？我应该将该值与0x7F进行比较，而不是0xFF吗？并且我应该先检查符号位吗？谢谢。 - The Beast

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C标准指定无符号数将以二进制形式存储（带有可选的填充位）。有三种格式可以存储有符号数：大小和符号；二进制补码或一的补码。有趣的是，这排除了某些其他表示法，如Excess-n或Base-2。

然而，在大多数机器和编译器上，有符号数以二进制补码形式存储。

int通常为16或32位。标准规定int应该是底层处理器最有效的类型，只要它>= short且<= long，就符合标准。

在某些机器和操作系统上，历史原因导致int不是当前硬件的最佳大小。

- Douglas Leeder

好的，在16位编译器上，你能告诉我int x=5和int y=-5在内存中是如何存储的吗？请提供位表示。 - Anand Kumar

很抱歉，你的答案是错误的。 C语言非常明确地规定了整数的表示方式。特别是对于无符号类型，编译器实现的选择余地不多。但即使对于有符号类型，标准也相当严格。而且“int”并不是处理器效率最高的类型。在大多数情况下，它现在卡在32位（仅仅是为了语法上的原因），而64位通常是最有效的。 - Jens Gustedt

我猜在三进制存储器的机器上无法使用标准C语言？ - Douglas Leeder

@Douglas：太好了，异议已解除。 - Jens Gustedt

我想，如果没有二进制整数，位运算符就没有多大意义了。 - Douglas Leeder

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这是一个很好的链接，解释了C语言中有符号和无符号整数的存储方式 -

http://answers.yahoo.com/question/index?qid=20090516032239AAzcX1O

从上面的文章中得知-

“使用称为二进制补码的过程将正数转换为负数。这样做的副作用是最高有效位用于告诉计算机数字是正数还是负数。如果最高有效位为1，则数字为负数。如果为0，则数字为正数。”

- Sachin Shanbhag

好的，关于16位编译器，你能告诉我int x=5和int y=-5在内存中是如何存储的吗？请提供位表示。 - Anand Kumar

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请注意，2的补码并不是C实现中允许的唯一有符号表示法——反码和补码也同样被允许。 - caf

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假设int是一个16位整数（这取决于C实现，大多数现在是32位），其位表示如下：

 5 = 0000000000000101
-5 = 1111111111111011

如果将二进制数1111111111111011设置为无符号整数，则它将是十进制数65531。

- elsni

6

顺便说一下，ISO C标准不强制要求使用二进制补码表示法。 - paxdiablo

16位编译器上可以吗？你能告诉我int x=5和int y=-5在内存中是如何存储的吗？请提供位表示。 - Anand Kumar

@Anand：你真正想要什么？答案中已经有二进制补码的位表示了。 - Jens Gustedt

嗨，我想问一下，如果我写signed int x=5;，它会以2的补码形式存储值吗？如果我写signed int x=-5;，它会以2的补码形式存储值吗？ - Anand Kumar

“int x = 5” 在二进制补码、一的补码和反码下存储方式相同。在大多数常见的实现中，“int x = -5” 存储为二进制补码，但不要依赖这种方式编写可移植代码。 - Bill Evans at Mariposa

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- paxdiablo · Accepted Answer

ISO C规定了它们之间的区别。

int数据类型是有符号的，其最小范围至少为-32767到32767（包括）。实际值在limits.h中分别给出为INT_MIN和INT_MAX。

unsigned int具有0到65535（含）的最小范围，实际最大值来自同一头文件的UINT_MAX。

除此之外，标准并不强制要求采用二进制补码表示编码值，这只是其中的一种可能性。对于使用16位数据类型的5和-5，三种允许的类型将具有以下编码：

        two's complement  |  ones' complement   |   sign/magnitude
    +---------------------+---------------------+---------------------+
 5  | 0000 0000 0000 0101 | 0000 0000 0000 0101 | 0000 0000 0000 0101 |
-5  | 1111 1111 1111 1011 | 1111 1111 1111 1010 | 1000 0000 0000 0101 |
    +---------------------+---------------------+---------------------+

在二进制补码中，将一个数的所有位取反再加1可得到它的相反数。
在一的补码中，将一个数的所有位取反即可得到它的相反数。
在符号-大小表示法中，最高位为符号位，因此只需取反该位即可得到相反数。

请注意，对于所有表示法，正数的编码都相同，只有负数的编码不同。

此外，对于无符号数，您不需要使用其中的一位来表示符号。这意味着您可以获得更多的正数范围（当然，代价是没有负数的编码）。

还要注意的是，不管使用哪种表示法，“5”和“-5”不能具有相同的编码，否则就无法区分它们了。

另外，目前在C和C++标准中正在进行行动，以将二进制补码作为负整数的唯一编码。