在IT技术中，如何将两个有符号或无符号整数相加？

Question

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我已经很久没有在位和字节级别上编程了，想确认一下我似乎记得的东西：

假设我有两个长度相等的整数（1、2、4、8个字节；不重要），并将它们加起来：如果它们是有符号或无符号的，它们的按位结果是否会有所不同。换句话说：不管它们是有符号还是无符号整数，它们的位最终是否相同？

我的直觉和脆弱的记忆告诉我它们会相同，但我只是想确认一下。谢谢。

- Eduardo

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据我所知，尽管结果看起来没问题，但C/C++标准规定整数溢出会导致未定义的行为。编辑：无符号算术不会溢出，并按照通常的方式进行包装。 - nhahtdh

@nhahtdh：谢谢，没关系。我标记了C++，因为我认为这是一个很好的询问受众，但我将在另一种语言中使用它。 - Eduardo

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https://dev59.com/HWox5IYBdhLWcg3wtmc1 - nhahtdh

2个回答

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我知道这个问题已经被回答了，但是我曾经使用过的所有处理器（大约有十几种不同的架构 - 我指的是架构而不是不同的风味）只有一种类型的ADD指令 - 它可能有不同的大小选项，但它是唯一的指令。减法也是如此。乘法和除法上则不同，通常具有有符号和无符号的变体 - 或以某种方式要求输入进行“符号调整”。

唯一还区分有符号和无符号的其他指令是条件指令，例如：“小于跳转”将具有一个用于“无符号小于”的变体和一个用于“有符号小于”的变体（其中一个通常被称为“小于”的其他名称，例如“以下”或“进位设置”等）。

- Mats Petersson

这是一个非常好的观点 - 即使标准规定行为未定义，它不太可能执行底层CPU架构不支持的操作。这不符合C和C++的工作方式。 - Mark Ransom

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@MarkRansom 这真的取决于上下文。nhahtdh上面链接的问题展示了编译器介入的一个例子。 - Angew is no longer proud of SO

当然，可能会有一些CPU对于“加”和“减”有不同的有符号和无符号指令，但我还没有见过一个[甚至听说过一个]。C/C++规范是由语言律师编写的，他们必须满足各种奇怪的硬件要求。这并不意味着我们经常会看到那种类型的硬件... ;) - Mats Petersson

MIPS有两个（实际上是四个，因为有加立即数的指令）ADD指令：一个会触发异常，另一个则不会。 - user784668

这是针对有符号还是无符号值的溢出陷阱？ - Mats Petersson

其实，我想知道在处理器级别上是否有任何区别（我没有记得有什么体验上的不同）。感谢您对答案的进一步完善。 - Eduardo

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可以查看英文原文，
原文链接

- Angew is no longer proud of SO · Accepted Answer

假设实现使用二进制补码作为带符号整数的表示方式，则结果将相同。在其他表示方式下，结果将不同。

编辑

正如评论中指出的那样，有符号加法的溢出是未定义行为，这意味着在这种情况下无法对结果进行任何说明。