有符号/无符号不匹配比较答案

【问题标题】：Signed/unsigned mismatch compare有符号/无符号不匹配比较
【发布时间】：2020-09-18 04:03:36
【问题描述】：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = -2;         // 0xFFFFFFFE
    unsigned int b = 1; // 0x00000001

    if ((int)a > (int)b) printf("(int)a > (int)b;\n");
    else printf("(int)a < (int)b;\n");

    if ((unsigned int)a > (unsigned int)b) printf("(unsigned int)a > (unsigned int)b;\n");
    else printf("(unsigned int)a < (unsigned int)b;\n");

    if (a > b) printf("a > b;\n");
    else printf("a < b;\n");

    char c = -2;         // 0xFE
    unsigned char d = 1; // 0x01

    if ((char)c > (char)b) printf("(char)c > (char)d;\n");
    else printf("(char)c < (char)d;\n");

    if ((unsigned char)c > (unsigned char)d) printf("(unsigned char)c > (unsigned char)d;\n");
    else printf("(unsigned char)c < (unsigned char)d;\n");

    if (c > d) printf("c > d;\n");
    else printf("c < d;\n");

    return 0;
}


run result is:
(int)a < (int)b;
(unsigned int)a > (unsigned int)b;
a > b;
(char)c < (char)d;
(unsigned char)c > (unsigned char)d;
c < d;

为什么是 a>b 和 c？什么是默认的编译器标尺？我最初认为编译器会将所有数字转换为 int 类型，但这让我感到困惑。

【问题讨论】：

int a = -2; // 0xFFFFFFFE 中的评论具有误导性。 a 可能具有 0xFFFFFFFE 的位模式，但它仍然具有 -2 的值。如果 int 是 32、16、64 或 42 位，则它具有该值。如果用 2 的补码、1 的补码或符号幅度编码，则它具有该值。它没有 0xFFFFFFFE (4,294,967,294) 的值。 > 取决于值，而不是位模式或编码。

标签： c unsigned signed

【解决方案1】：

为什么a>b

当相同等级的两种类型（根据需要通常提升到int/unsigned之后）但符号不同时，将有符号类型转换为无符号类型。

int a = -2;
unsigned int b = 1;
if (a > b)
if ((unsigned)a > b)   // convert int to unsigned
if ((unsigned)-1 > 2)  // convert int to unsigned
if (UINT_MAX > 2)

为什么要c

int/unsigned 给定的char 的通常促销活动是签名 char。

char c = -2;        
unsigned char d = 1;
if ((int)c > (int)d)  // promote char to int
if ((int)-2 > (int)1)
if (-2 > 1)

char 曾是一个未签名 char

char c = -2; // c takes on the value of CHAR_MAX + 1 - 2 (254)
char c = 254;        
unsigned char d = 1;
if ((int)c > (int)d)  // promote char to int
if ((int)254 > (int)1)
if (254 > 1)

【讨论】：

【解决方案2】：

这遵循 Usual arithmetic conversions 的 C 规则。

关系运算符、=、==、!=
...
4) 否则，两个操作数都是整数。两个操作数都经过整数提升（见下文）；然后，在整数提升之后，以下情况之一适用：如果类型相同，则该类型为通用类型。

否则（类型不相同）：如果类型具有相同的符号（有符号或无符号），则类型具有较小转换等级（见下文）的操作数将隐式转换为其他类型。

否则（有符号不同）：如果无符号类型的转换等级大于或等于有符号类型的等级，则有符号类型的操作数被隐式转换为无符号类型.

否则（有符号不同，无符号类型的转换秩小于有符号类型）：如果有符号类型可以表示无符号类型的所有值，则无符号类型的操作数隐式转换为有符号类型输入。

否则：两个操作数都会隐式转换为有符号操作数类型的对应无符号类型。

例如a > b 的情况在上面突出显示：操作数具有相同的int 类型，但符号不同。 int 不涵盖 unsigned int 值的整个范围（在通常的实现中，大概包括 OP），因此 unsigned 类型具有比 int 更高的转换等级和比较以(unsigned)a > b 完成。其他情况遵循相同的规则。

【讨论】：

【解决方案3】：

由于“通常的算术转换”，signed int 将在比较之前转换为 unsigned int。

更多关于“通常的算术转换”：C in a Nutshell

否则，一个操作数有一个有符号类型 T，其转换等级为高于其他操作数的类型。另一个操作数是仅当类型 T 能够表示所有其先前类型的值。如果不是，则转换两个操作数对应有符号类型T的无符号类型。

以下代码行包含一些示例：
int i = -1;
unsigned int limit = 200U;
long n = 30L;

if ( i < limit )
  x = limit * n;
在此示例中，要评估 if 条件中的比较，必须首先将 i 的值 -1 转换为输入无符号整数。结果是一个很大的正数。在 32 位系统，这个数字是 2^32 - 1，并且在任何系统上它都大于 limit。因此，if 条件为假。

【讨论】：