unsigned详讲（干货满满）

前言：过年偷懒了(●ˇ∀ˇ●)，但是年后开学了一定要恢复学习状态，在复习加继续学习的途中，我发现对于unsigned关键字的掌握并不是很熟练，于是翻阅了各个大佬的博客以及书籍，总结了对于unsigned的一些知识点。（如有不对的地方，欢迎各位大佬指正🤭）

什么是unsigned？

从字面上来看，不难理解，unsigned是无符号的意思，事实上，的确没错。它在C语言中和signed相反，signed是有符号的意思。其实C语言中的类型基本上都是有符号类型，只是省去了signed，

比如：（signed)int –> int

(signed char)–>char (这个取决于编译器，绝大多数编译器都是这个，比如我们常用的VS)

在了解什么是无符号之前，我们先了解一下什么是符号位：（知道的童鞋可以跳过了）

在计算机处理二进制数据时，专门规定了一位符号位，来确定数据的正负，这个符号位通常是数据的最高位，如8比特位数据，左边第一位就是符号位，剩下七位用来表示数据大小。

看例图：

在知道符号位之后就很容易理解无符号了，无符号嘛就是没有符号位，原来的符号位可以列入计算了。值得一提的是，无符号数都是非负数。

unsigned的深入理解

对于有符号类型的整形打印的时候用%d，对于无符号类型的整形打印时用%u

来看一下下面这几个典型例题，让你捋清它们之间的关系并且对unsigned有进一步的了解

例一：

我们将a初始化为无符号整形，将他以%u的形式打印时，我们知道整数在计算机中存储是以二进制序列补码的形式存储的，正数的补码和原码一样，但是负数的补码是通过原码到反码到补码转换得到的。（这个会放在最后说）

-1的补码是11111111111111111111111111111111（共计32位，因为int类型是4个字节，即32个比特位）

按照等比数列求和公式计算得到2^32-1=4294967295. 这与代码跑出来的结果一致。

但是以%d的形式打印时为什么是-1呢？因为以%d形式打印时，系统会将a认为是有符号整形，自然而然的将第一位视为了符号位，经过反码到原码的反变换得到原码是：10000000000000000000000000000001 即 -1。

我们经过调试发现在仅以%d形式打印完后，a的数值仍是4294967295。这说明在printf函数内部进行打印时以怎么样的类型打印并不改变数据原来的类型。

例二：

对于这个题中涉及到了整型提升，如果不理解整型提升是无法理解这道题的。

所以在解决这道题之前，先简单解释一下什么是整型提升

整型提升：

整型提升是C程序设计语言中的一项规定：在表达式计算时，各种整型首先要提升为int类型，如果int类型不足以表示则要提升为unsigned int类型；然后执行表达式的运算。

这是百度百科里面给的解释，是不是有些难以理解？那么来点通俗易懂的。

对于这道题来讲，就是以%d（4字节）打印的时候，不足四个字节的类型比如short，char等类型就要发生整型提升来补到4个字节，正数补0，负数补1（往左端补）。比如变量a，它的类型是char类型，大小是1个字节，它的补码是11111111，8个比特位，因为要以%d形式打印，所以要发生整型提升，就变成了11111111111111111111111111111111

打印时仍然为-1。

同样变量b的类型是short，大小为两个字节所以发生整型提升后也为11111111111111111111111111111111，结果为-1

变量c和变量d都是不足4字节的无符号整形，（无符号整形视为非负数）发生整型提升时前面补0，最终序列为

c：00000000000000000000000011111111 —->2^8-1=255

d：00000000000000001111111111111111 —–>2^16-1=65535

而变量e本身就是4个字节，无需发生整型提升。因为是无符号整型，所以视为非负数，原码反码补码都一样，2进制补码为11111111111111111111111111111111

以%d形式（有符号整形）打印时第一位视为符号位，则视为负数，通过转换得到原码

10000000000000000000000000000001—>-1,最终结果为-1

由此我们得到结论：

对于负数：

//1.不发生整型提升的情况下，有符号数和无符号数以%u打印结果一样。（因为以无符号整型打印，都吧把符号位纳入计算）

//2.发生整型提升的情况下，有符号数前面补1，无符号数补0

例三：

通过之前的学习我们知道，sizeof是用来计算大小的单目操作符，那么a的类型是int，sizeof（a）是4，那显然-1<4啊，理应输出<，但是系统却输出了>，这是为什么呢？

通过查询MSDN我们发现sizeof返回值是size_t类型，也就是unsigned int类型。

那么在a和其做比较时，a会被转换为无符号类型作比较。a被转换为无符号类型后大小为2^32-1,显然大于4，所以输出 >

By the way：此处的a仍然为int类型，只是作比较时视为无符号类型哟，和之前的printf有异曲同工之处。

结论：在将一个有符号整形和无符号整形作比较时，会将有符号整形视为无符号整形来作比较，但不改变有符号整形变量的性质。

附：计算机中二进制数据的原码反码补码。

整形数据在计算机中存储时都是以补码形式存储的，因为：

1. 补码使得符号位能与有效值部分一起参加运算，从而简化运算规则。

2. 使减法运算转换为加法运算，进一步简化计算机中运算器的线路设计。

3. 保证了0的唯一性，保证了数的表示的准确性。

对于正数来讲：

原码反码补码都相同

对于负数来说：

反码=原码符号位不变，其他位按位取反

补码=反码+1

举个例子：-10（以8bit位数据为例）

原码：10001010

反码：11110101

补码：11110110

结语：

对于整数其实不管怎么存，它的二进制序列是不变的，只是解释的方式不同，那么打印出来的数值就不同了.

ok辣，以上就是unsigned的详细讲解了。如有错误，欢迎指正qaq；如有不足，欢迎补充！

继续加油啊，还是那句话：路漫漫其修远兮，吾将上下而求索！！！