C語言中的正負數以及數值溢位

在數學中，數字有正負之分。在C語言中也是一樣。下面是小編分享的C語言中的正負數以及數值溢位，歡迎大家參考!

在C語言中，short、int、long 都可以帶上符號，例如：

short a = -10; //負數int b = +10; //正數long c = (-9) + (+12); //負數和正數相加

如果不帶正負號，預設就是正數。

符號也要在記憶體中體現出來。符號只有正負兩種情況，用1位就足以表示，這1位就是最高位。以 int 為例，它佔用32位的記憶體，0~30位表示數值，31 位表示正負號。如下圖所示：

在程式語言中，計數往往是從0開始，例如字串 "abc123"，我們稱第 0 個字元是 a，第 1 個字元是 b，第 5 個字元是 3。這和我們平時從 1 開始計數的習慣不一樣，大家要慢慢適應，培養程式設計思維。

在符號位中，用0表示正數，用1表示負數。例如 int 型別的 -10、+16 在記憶體中的表示如下：

如果不希望設定符號位，可以在資料型別前面加 unsigned，如下所示：

unsigned short a = 12;unsigned int b = 1002;unsigned long c = 9892320;

這樣，short、int、long 中就沒有符號位了，所有的位都用來表示數值。也就意味著，使用了 unsigned 只能表示正數，不能表示負數了。

如果是unsigned int，那麼可以省略 int ，只寫 unsigned，例如：

unsigned n = 100;

它等價於：

unsigned int n = 100;

輸出無符號數使用%u，程式碼如下：

#include #include int main(){ int a1 = 1234, a2 = -1234; unsigned int b1 = 5678, b2 = -5678; printf("a1=%d, a1(u)=%u", a1, a1); printf("a2=%d, a2(u)=%u", a2, a2); printf("b1=%d, b1(u)=%u", b1, b1); printf("b2=%d, b2(u)=%u", b2, b2); return 0;}

輸出結果：

a1=1234, a1(u)=1234

a2=-1234, a2(u)=4294966062

b1=5678, b1(u)=5678

b2=-5678, b2(u)=4294961618

可以發現，無論變數宣告為有符號數還是無符號數，只有當以 %u 格式輸出時，才會作為無符號數處理;如果宣告為 unsigned 卻以 d% 輸出，那麼也是有符號數。

a2、b2 的輸出值之所以很奇怪，與它們在記憶體中的儲存形式有關，我們將在《C語言整數在記憶體中是如何儲存的》一節詳細介紹。

最後需要說明的是：不管是否有符號，%o、%x、%X、%#o、%#x、%#X 都是以無符號形式輸出，讀者可以親自測試。

取值範圍和資料溢位

short、int、long 佔用的位元組數不同，所能表示的數值範圍也不同。以32位平臺為例，下面是它們的'取值範圍：

當數值過大或過小時，有限的幾個位元組就不能表示，就會發生溢位。發生溢位時，最高位會被截去。請看下面的例子：

#include int main(){ unsigned int a = 0x100000000; int b = 0xffffffff; printf("a=%u, b=%d", a, b); return 0;}

執行結果：

a=0, b=-1

變數 a 為 int 型別，佔用4個位元組(32位)，能表示的最大值為 0xFFFFFFFF，而 0x100000000 = 0xFFFFFFFF + 1，佔用33位，已超出 a 所能表示的最大值，會發生溢位，最高位被截去，剩下的32位都是0。也就是說，在 a 被輸出前，其值已經變成了 0。