隐式类型转换答案

【问题标题】：Implicit Type Conversion隐式类型转换
【发布时间】：2010-10-07 18:03:04
【问题描述】：

#include<stdio.h>
int main(void)
{ 
  signed int a=-1;
  unsigned int b=1;
  int c= a+b;
  printf("%d\n",c);

  return 0;
  }

根据隐式类型转换的规则，如果一个操作数是unsigned int，另一个操作数将转换为unsigned int，二元运算结果为unsigned int。所以这里b是unsigned int，a应该被类型转换为unsigned int。因为unsigned int总是+ve，所以a的值将是1.soc=1+1=2。但是输出是0。怎么样？

【问题讨论】：

我相信这是您正在经历的实现定义（或未定义？）的行为。
@strager：是的，分配给c 的行为是实现定义的。 6.3.1.3/3：“新类型是有符号的，值不能在其中表示；结果要么是实现定义的，要么是产生实现定义的信号。”
你们都错了。相关的转换是从有符号到无符号，不是无符号到有符号，并且行为是明确定义的。 -1 以 UINT_MAX+1 为模减少，得到 UINT_MAX，再将 1 加到 UINT_MAX+1 以减少模，因此为 0。然后将 0 转换回有符号类型是明确定义的。
@R.没错，使用这些值定义了它。出于某种原因[编辑：我找到了原因 - 因为 Parixit 在评论中提供了第二个示例] 我正在考虑将无符号算术的结果存储在有符号值中的一般情况。

标签： c

【解决方案1】：

-1，当转换为无符号时，将成为该类型的最大可能值——例如使用 32 位无符号，它将是 4,294,967,295。当您向其中添加 1 时，该值“环绕”为 0。

【讨论】：

@Jerry Coffin 因此，如果我采用有符号 int a= -2 和无符号 b=1，那么输出将为 4,294,967,295？但输出为 -1。
%d 输出一个有符号整数。试试 %u。
@Parixit：是的，因为 c 已签名。
@Parixit c 又是一个签名值，这就是您要打印的内容，因此您会看到签名表示。
您将结果放入一个有符号整数，它不能表示该值。它采用相同的位模式（全为）并将其视为带符号的 int，即为 -1。如果您将c 设为无符号并使用“%u”转换格式，您将获得无符号值。

【解决方案2】：

"a 应该被强制转换为 unsigned int。因为 unsigned int 总是 +ve ，所以 a 的值为 1。"

更正至“将是”，但此后不正确；-)

将有符号整数转换为无符号整数的结果在标准 6.3.1.3/2 中指定：

如果新类型是无符号的，则值通过重复添加或转换比最大值减一可以表示的值新类型，直到值在新类型的范围

换句话说，负值通过取其值以 2 的某个幂为模，而不是通过翻转符号来转换为无符号。

【讨论】：

不，因为 -1 不能表示为 unsigned int，所以它不能是将任何内容转换为 unsigned int 的结果。标准中有一个脚注说“加法”或“减法”是指所涉及的实际数学数字，而不是任何特定 C 类型的 + 或 - 运算符。这同样适用于我对“模”的使用——我的意思是数学运算，产生一个在[0,UINT_MAX] 范围内的值。我不是指签名的% 运算符。
也就是说，作为一名受过教育的数学家，我个人有时确实认为无符号值是环模 UINT_MAX 的抽象成员。在这种情况下，是的，以 UINT_MAX+1 为模减少 -1 的结果仍然是 -1，但在 -1 等于 UINT_MAX 的模型中。但是，将此作为无符号整数的心智模型可能并不明智，因为该模型无法描述某些 C 操作，例如除法。

【解决方案3】：

现代机器大多使用two's complement 表示负数。当两个数字相加时，如果其中任何一个为负数，则首先将其转换为二进制补码表示。然后这两个数字将相加。所以计算机通常将1 - 1 执行为1 + two's complement of (-1)。结果为 0。

对于1 - 2，它是1 + two's complement(-2)。检查这个程序，相同的编号，不同的表示：

int main()
{
    signed int a = 1;
    unsigned int b = -2;

    int c = a+b;

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

    return 0;
}

请阅读二进制补码表示。你需要它才能成为一名程序员。

【讨论】：

加法的行为与二进制补码表示无关。在一个人的补码机器上是一样的，直到结果被分配给c（这是实现定义的，正如strager所说）。
-1 二进制补码与 OP 的问题无关，它在 any C 实现上具有相同的行为。您的新示例依赖于二进制补码实现常见的特定于实现的行为。
我的目的是让 OP 了解最常见的实现。抱歉，我应该在原始答案中注明。