将Short Int转换为Unsigned Short的C语言方法

Question

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在 C 语言中，短整型(short int)包含16个位(bit)，其中第一个位(bit)表示数值是正数或负数。我有一个以下的 C 程序：

int main() {
    short int v;
    unsigned short int uv;
    v = -20000;
    uv = v;
    printf("\nuv = %hu\n", uv);
    return 0;
}

因为变量v的值是负数，所以我知道变量的第一位是1。因此，我期望程序的输出结果等于uv=52,768，因为20,000 + (2^15) = 52,768。

但实际上，输出结果却是uv=45,536。我的逻辑哪里出了问题？

- RyeGuy

2

数字以二进制补码形式存储（https://en.wikipedia.org/wiki/Two%27s_complement）。因此，最大的无符号数（0xFFFF）实际上是-1。 - twain249

2

负数不是通过简单地设置最后一个位来表示的。它们是作为二进制补码表示的，即所有位都取反再加一。请参见https://dev59.com/6XNA5IYBdhLWcg3wNq8y。 - Marian

@Marian 这篇文章非常有用。谢谢！ - RyeGuy

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- melpomene · Accepted Answer

您看到的行为可以通过 C 的转换规则来解释：

6.3.1.3 有符号和无符号整数

1 当将具有整数类型的值转换为除 _Bool 以外的另一种整数类型时，如果该值可以由新类型表示，则它不会发生变化。

2 否则，如果新类型是无符号的，则通过重复添加或减去一个比新类型中可以表示的最大值大一的值，直到该值在新类型的范围内为止进行转换。

（此引用来自 C99。）

-20000 不能由 unsigned short 表示，因为它是负数。目标类型是无符号的，因此通过反复添加 65536（即 USHORT_MAX + 1）进行转换，直到它处于范围内：-20000 + 65536 正好是 45536。

请注意，这种行为是由C标准规定的，与负数在内存中实际表示方式无关（特别是，在使用补码或反码的机器上，它的工作方式也是相同的）。