将无符号值分配给整数数据类型答案

【问题标题】：assigning an unsigned value to integer data type将无符号值分配给整数数据类型
【发布时间】：2021-11-11 07:04:20
【问题描述】：

我写了代码：

int a = -1U;
cout << a;

为什么输出是 -1 而不是 2^w-1？

如：

long long a = -1U;
cout << a;

输出结果为
4294967295

【问题讨论】：

【解决方案1】：

-1U 是1U 的否定。因为unsigned 不能有负值，所以结果会增加(UINT_MAX + 1)。结果 UINT_MAX 在 OP 的机器上是 4294967295。

在 OP 的两种情况下，代码都使用 4294967295u 初始化有符号整数变量。

int a = -1U;

为什么输出是 -1 而不是 2^w-1？

2^w - 1（w 是位宽 32）超出了int a 的范围，因此a 不能具有该值。

将超出范围的值分配给int 会导致实现定义的行为。在 OP 的机器上，将 4294967295 分配给 int “包装”为 -1。

long long a = -1U;

long long a = -1U; 类似于long long a = 4294967295;（见上文），所以a 的值是4294967295，正好在long long 范围内。

【讨论】：

怎么样（UINT_MAX +1），不应该是-1吗？
@BitthalMaheshwari “怎么样（UINT_MAX +1），不应该是-1吗？” --> “它” (-1U) 不是 (UINT_MAX +1)。 -1U 就像 -1 增加 (UINT_MAX +1)。 -1 + (UINT_MAX +1) --> UINT_MAX。 "不应该是 -1" --> "it` (-1U) 是一个 unsigned 常量。unsigned 对象不能有像 -1 这样的负值。
@chux-ReinstateMonica -1U 是应用于无符号 1U 的一元运算符减号。 C++ 整数文字没有符号。查看其解析规则。
@ÖöTiib 回复：“-1U 是应用于无符号 1U 的一元运算符减号。”，此答案以“-1U 是 1U 的否定”开头，因此已涵盖。
@BitthalMaheshwari 对于 unsigned 类型，文字的解析和对变量的赋值都以相同的方式发生：如果正整数值/文字对于它被分配的类型来说太大了value % 2^bitWidth（^ 解释为幂，而不是语言中的 XOR）——这意味着截断多余的最高有效位。对于负值，2^bitWidth 会根据需要添加多次，以使值进入类型范围——很好的二进制补码，因为这是标识（或者再次只是切断多余的 MSB）。标准要求对无符号类型进行这种处理。