C語言之有符號數和無符號數

咱們知道，在C語言中存在無符號數和有符號數（一些高級語言如Java裏面是沒有無符號數的），可是對於計算機而言，其自己並不區別有符號數和無符號數，由於在計算機裏面都是0或者1，可是在咱們的實際使用中有時候須要使用有符號數來表示一個整數，所以咱們規定，當最高位爲1的時，表示爲負數，最高位爲0時，表示爲正數。

1：有符號數和無符號數在數值上的區別。

有符號數的最高位用來表示符號，因此在最大的數值上，有符號數的最大值小於無符號數。以一個字節爲例：

有符號數的取值範圍爲：-128 — 0 — 127

無符號數的取值範圍爲：0 — 255

2：正數和負數的轉換

轉換關係爲：負數（正數） = 正數（負數）的補碼 + 1;

例如：

5  = 0000 0101

-5 = 1111 1011

實際的計算：

最大值 - 當前值 +1；

0xFF -5 +1 = -5(1111 1011)

0xFF -(-5) +1 = 5(0000 0101)

3：正負數在計算機中的存儲

在計算機中，並不存在所謂正負，具體看下面的代碼

int main(void)
 {
        int x = -1;
         int i = 0;
      unsigned int ux = (unsigned)x;
        for(i = 0;i<32;i++)
         {
                 ux = ux >> i;
                if((ux & 0x01) == 0)
                         printf("%d = 1\r\n",i);
         }

    ux = (unsigned) x；

    printf("ux = %d \n",ux);

    printf("ux = %u \n",ux);

}

運行結果爲：

111111111（32個1）

ux = -1

ux = 4294967295

緣由是，當咱們將 -1 經過強制類型轉換賦值給ux時，此時ux變量所對應的地址，所存放的值是-1，也就是0xFFFFFFFF，也就是說，從存儲的角度上講，-1和4294967295在計算機的存儲值都是0xFFFFFFFF，關鍵是你按怎樣的方式去解析，

ux = -1；此時咱們是按%d也就是有符號×××的方式去解析這個存儲空間所對應的值，因此獲得的解析結果是-1；

ux = 4294967295，此時咱們是按%u也就是無符號×××的方式去解析這個存儲空間的值，因此獲得的最高位就是數值位，而不是符號位。

解析過程以下，這裏假設int類型爲一個字節（4個字節也是同樣的原理，只是數值更大而已）

權	255		-1
	位	值	位	值
1	1	1	1	1
2	1	2	1	2
4	1	4	1	4
8	1	8	1	8
16	1	16	1	16
32	1	32	1	32
64	1	64	1	64
128	1	128	1	-128

因此

-1 = 1+2+4+8+16+32+64+（-128）

255 = 1+2+4+8+16+32+64+128

綜上所述，計算機中的存儲方式並不區分正負，關鍵在於程序員用什麼方式去解析這塊存儲空間（地址）的值。