如果计算机正在“复制位”，为什么有符号整数会自动转换为无符号整数？答案

【问题标题】：Why is a signed int is auto-casted to an unsigned int if the computer is "copying bits"?如果计算机正在“复制位”，为什么有符号整数会自动转换为无符号整数？
【发布时间】：2015-01-09 15:39:04
【问题描述】：

我最近在学习C，有些东西我看不懂。

这是一个例子，

int a = -1;
unsigned int b = a;

在这个例子中，书中说，

  "a is auto-casted to 'unsigned int' and then assigned to 'unsigned int b'."

但是……为什么？我是说

'int a'是-1，所以它的位串应该是

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111

从计算机的角度来看，它所要做的就是将位复制到 unsigned int b

无需将 'signed int' 转换为 'unsigned int' ！

我不明白，为什么他们在复制位之前自动将 'signed int' 转换为 'unsigned int'？

【问题讨论】：

好吧，考虑一下您的代码会发生什么。 -1 是无符号变量的不可能值。那么如果你分配了一个不可能的值应该怎么办？
b 是 unsigned int 并且您将这些位从 a 复制到它。这些位实际上没有任何变化，只是将它们作为无符号值而不是有符号来处理的方式，最高位不再是符号位，而是数字的一部分。
当您进行有符号/无符号转换时，存储在内存中的位模式实际上并没有改变。只是解释不同而已。
位不会改变，改变的是类型改变时读取位的方式。
请问这是什么书？那是直接引用吗？

标签： c casting int bit unsigned

【解决方案1】：

嗯...当您使用signed int 值初始化unsigned int 对象时，肯定需要将unsigned int 转换为signed int。这正是您通过在初始化中混合这两种不同类型来要求语言做的事情。当您使用不同类型 U 的值初始化类型为 T 的对象时，必须将类型 U 隐式转换为类型 T。（或者如果没有适当的转换，则必须报告错误。）没有办法解决它。除了转换之外，没有办法“配对”两种不同的类型。

此外，没有“位复制”之类的东西。我不知道为什么你的书决定在这种情况下发明这样的概念。当singed int 值转换为unsigned int 类型时，有符号值会按照模运算规则进行转换。这就是你的情况。在 2 的补码平台上，转换是概念性的，这意味着值的位表示不会改变（这显然是“位复制”的意思）。

【讨论】：

所以.. '=' 不只是复制位 :) 谢谢！
@S.帕特里克：嗯，实际上它可能归结为在编译代码中“只是复制位”。但是语言本身并没有用这样的术语来描述它。语言用更高级的概念来描述它，比如“转换”和“模算术”。但是在许多（或大多数）现代硬件平台上，这些概念对实际的机器代码没有影响。它们消散得无影无踪。
在补码（范围重叠的地方）正符号整数也具有与无符号相同的表示形式，我认为标准要求这种重叠

【解决方案2】：

C 通过值而不是表示来为变量赋值。 -1 显然不能以无符号类型表示，因此必须进行转换。这里的规则（从有符号类型到无符号类型）是“模”转换，因此-1 最终是无符号类型的最大值。

如果您想通过表示来“分配”，则必须使用复制功能，例如 memcpy，但请注意，如果目标不支持原始位模式，这可能会导致未定义的行为输入。

此外，对于词汇，在 C 中我们说的是“转换”。您在这里拥有的是隐式转换。显式转换也称为“强制转换”。

您的书似乎没有意识到所有这些，并且使用了奇怪的词汇。如果你能给自己一个更好的新人，可能会更好。

【讨论】：

【解决方案3】：

太多的程序员受过这样的教育，他们在编写程序时假设所有负数都表示为 2 的补码，并假设有符号/无符号转换是按位复制的。

然而语言无意强制每台计算机/编译器都以这种方式表示负数，尽管它很流行。

C 放宽了对负数表示的要求，以提供更大的实现灵活性，但同时将“常规”的 2's-complement-bitwise-copy 类型转换作为标准的一部分，以便大多数时候，那些错误的假设不会造成问题。

【讨论】：

谢谢！我以为他们以同样的方式运行。