无符号长整型的负值

Question

请看下面的简单代码：

#include <iostream>
#include <stdlib.h>

using namespace std;


int main(void)
{
    unsigned long currentTrafficTypeValueDec;
    long input;
    input=63;
    currentTrafficTypeValueDec = (unsigned long) 1LL << input; 
    cout << currentTrafficTypeValueDec << endl;
    printf("%u \n", currentTrafficTypeValueDec);
    printf("%ld \n", currentTrafficTypeValueDec);
    return 0;
}

为什么 printf() 显示当前的 currentTrafficTypeValueDec（无符号长整型）值为负数？

输出结果如下：

9223372036854775808
0
-9223372036854775808 

- user292167

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可能是 https://dev59.com/tkrSa4cB1Zd3GeqPXpvU 的重复问题。 - user202729

Answer 1

%d 是有符号格式化器。将 currentTrafficTypeValueDec（2的63次方）的比特位重新解释为signed long，会得到一个负值。因此，printf() 打印出一个负数。

也许您想使用 %lu？

- Mike DeSimone

Answer 2

您向printf函数传递了一个无符号值，而格式说明符却表示它应该是带符号的。

- AProgrammer

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有趣的表达方式 :) - Tim

Answer 3

因为你将1移位到变量的符号位。当你将其作为有符号值打印时，它是负数。

- Michael Burr

Answer 4

位运算的乐趣...

cout 将数字打印为无符号长整型，所有 64 位都是有效的，并且以无符号二进制整数的形式打印（我认为这里的格式应该是 %lu）。

printf(%u ... 将输入视为普通的无符号整数（32 位？）。这会导致第 33 到 64 位的位被截断 - 变成零。

printf(%ld ... 将输入视为 64 位有符号数字，并将其按照此类数字打印出来。

你可能会对最后一个printf感到困惑的是，它给出了与cout相同的绝对值，但带有一个负号。当将其视为无符号整数时，所有64位都对生成整数值至关重要。然而，对于有符号数字，第64位是符号位。当符号位被设置（如在您的示例中）时，它表示剩余的63位应该被视为在2's compliment中表示的负数。正数只需将它们的二进制值转换为十进制即可打印。但对于负数，以下情况发生：打印一个负号，将第1到63位与二进制“1”位进行XOR运算，将结果加1并打印无符号值。通过丢弃符号位（第64位），您最终得到63个'0'位，与'1'位进行XOR运算会得到63个'1'位，再加上+1，整个过程就会翻转，从而得到一个无符号整数，其中第64位设置为'1'，其余位设置为'0' - 这与您使用cout得到的完全相同，但作为负数。

一旦你理解了上述解释的正确性，你也应该能够理解this的意义。

- NealB

Answer 5

变量本身不带有其类型信息。您需要在printf中指定其类型。尝试使用以下代码：

printf("%lu \n", currentTrafficTypeValueDec);

因为ld代表长符号，这是不正确的。

- Andrey

Answer 6

你正在打印%ld，或者是一个长的带符号十进制数。这就是为什么它会返回一个负值。

- user266117