将无符号[char，short，int，long]转换为double时结果不一致

Question

将无符号[char，short，int，long]转换为double时结果不一致

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#include <stdio.h>

int main(int argc, char* argv[]) {
  unsigned char c = 10;
  unsigned short d = 10;
  unsigned int e = 10;
  unsigned long f = 10;
  double g = -c;
  double h = -d;
  double i = -e;
  double j = -f;
  printf("%d %lf\n", c, g);
  printf("%u %lf\n", d, h);
  printf("%u %lf\n", e, i);
  printf("%lu %lf\n", f, j);
}

输出结果

10 -10.000000
10 -10.000000
10 4294967286.000000
10 18446744073709551616.000000

为什么结果不一致，有些类型得到-10，而其他类型得到巨大的值？

- bruno nery

2

整数提升将前两个转换为更大的有符号类型（int）；对于后两个，只需将一元负号应用于无符号类型。 - dyp

2

为什么这被视为一个糟糕的问题？ - dyp

2

@DyP 我也认为这个问题非常好。它写得很清楚，展示了示例代码，并描述了一个不太明显的问题（一元运算符整数提升）。 - Till

这就是为什么在C++中不应该使用无符号类型的原因之一，除非你想要模数算术。想要禁止负值是不够的，我听说过C++委员会成员对他们指定标准库的某些部分使用无符号类型表示遗憾。 - bames53

@chux：已更新。Bruno，请检查我的编辑，并确保我没有搞砸任何东西。 - Keith Thompson

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1个回答

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原文链接

- Keith Thompson · Accepted Answer

一元运算符 - 的操作数会被提升；比 int 窄的类型会被提升为 int 或者 unsigned int。

因为（带符号）int 可以容纳所有可以由 unsigned char 表示的值，所以 (unsigned char)10 的值被提升为（带符号）int 值 10。对其取反得到（带符号）int 值 -10，然后将其转换为 double。

unsigned int 不会被 "提升" 为 int，因为 int 不能容纳所有这些值。所以表达式 -e 应用了 unsigned int 的取反运算符，显然不能产生负值。结果是 UINT_MAX + 1 - 10，在您的系统上为 4294967286。将其转换为 double 得到您看到的值。

同样，unsigned long 不会被提升，所以 -f 产生 ULONG_MAX + 1 - 10 的值，将其转换为 double 得到的值为 18446744073709551606（2⁶⁴-10）（显然您的系统具有 64 位的 long 和 unsigned long）。将该值转换为 double 会失去一些精度，得到您看到的值。

除了提升规则之外，重要的是要记住 C 表达式的类型（几乎总是）不会受到它所在上下文的影响。无论它被赋给什么，-f 都会产生相同值和类型的结果。