为什么 00000000 - 00000001 = 11111111 在 C unsigned char 数据类型中？ [复制]答案

【问题标题】：why is 00000000 - 00000001 = 11111111 in C unsigned char data type? [duplicate]为什么 00000000 - 00000001 = 11111111 在 C unsigned char 数据类型中？ [复制]
【发布时间】：2020-02-05 14:19:20
【问题描述】：

我观察到，当 unsigned char 变量存储值 0 (00000000₂) 并减 1 (00000001₂) 时，变量值变为255 (11111111₂)，这是 unsigned char 变量可以容纳的最大值。

我的问题是：为什么 00000000₂ - 00000001₂ 变成 11111111₂？（我想看看它背后的算法）

我观察到的 C 代码是这个：

#include <stdio.h>

main(){

  unsigned char c = 0;

  unsigned char d = c - 1;

  printf("%d\n%d", c, d);

}

运行时显示如下输出：

0
255

【问题讨论】：

它被称为模运算，它是处理无符号数的一种相当合理的方法。同样的原因，“从 00:00 减去 1 小时”的答案会给你“23:00”，而不是“-01:00”。
你知道当一个六位数的汽车里程表从 999999 持续到 000000 时是怎么回事吗？如果它从 000000 向后退，它将转到 999999。二进制从 00000000 到 11111111 是同样的事情。
详细来说，从右到左处理数字：首先我们有0减去1：1更大，所以我们从左边的数字“借”1。然后我们有 10 减去 1，结果为 1。在下一个位置，我们有 0 减去 0 减去借位 1，所以它是 0 减去 1。同样，我们借位并得到 1。这一直持续到最后一个位置，我们再次借用 1 并得到 1。现在我们有 8 个 1 作为结果位和从左边的位置借位，它在 8 位之外，被丢弃或忽略。
你期待什么？
@samuel：嗯，0 不够借，所以你从左边借 1。这使它成为 10，您可以从中减去 1。在我写的时候，一直到最后一位，我们已经借了 100000000（十进制的 256）。即，我们有 1 0000 0000 - 0000 0001，而不是 0000 0000 - 0000 0001，这显然是 1111 1111。它只有在允许你借到你没有的 1 0000 0000 时才有效。这与工作模 256 相同。

标签： c binary char unsigned-char

【解决方案1】：

见here:

无符号整数运算总是模 2ⁿ 其中 n 是该特定整数中的位数。例如。对于无符号整数，对UINT_MAX 加一得到0，从0 中减一得到 UINT_MAX.

因此，在您的示例中，由于 unsigned char 通常是 8 位，因此您得到 2⁸-1 = 255。

【讨论】：