C ++隐式数据类型从unsigned转换为signed

Question

我知道较低的数据类型被转换为更高的数据类型（例如int - > unsigned int - > float - >等）但我不确定以下内容：

int var = 5u - 10; // var = -5
auto var = 5u - 10; // var = 4294967291

5u是无符号的，但在第一种情况下为什么-10（有符号整数）没有转换为无符号值，而在第二种情况下呢？ 在第一种情况下，有符号值不会转换为无符号值，这对我来说很奇怪

Answer 1

没有“有符号整数文字”： 5u - 10实际上是从5u减去10。

结果（减法）是无符号的，然后溢出，结果给出“比溢出0小5个数字”（4294967291 = 2 ³² -5）

第一个语句初始化一个int ，因此无符号编译时常量被重新解释为int。 结果是正确的（-5）因为您的硬件使用2s补码算法。 （-5和4294967291是相同的32位模式）

第二个语句初始化一个变量，其类型由文字推断。 它没有unsigned 。

Answer 2

两个示例的右侧完全在无符号类型的域中工作。 即你的两个表达式5u - 10表现相同，这并不奇怪，因为它们是相同的。 在任何一种情况下，在5u - 10表达式中都没有转换为int （因为你似乎错误地假设）。

表达式5u - 10总是在无符号类型的域中求值，并产生等于UINT_MAX + 1 - 5无符号结果。 在第一次初始化中，您尝试将该值强制转换为int类型的变量，这会导致实现定义的行为溢出。 在您的情况下，您的实现表现为var获得值-5 。 换句话说，你在var以-5结尾的事实在抽象C ++语言的领域中没有明确的解释。 您观察到的结果只是编译器的一个怪癖。 在某些其他编译器中，第一次初始化可能会在var生成不同的值。

在第二种情况下，表达式的类型（同样， unsigned ）成为变量的类型，使用无符号值初始化而没有任何溢出。

Answer 3

首先，因为您使用auto ，编译器将在您的第二个示例中选择unsigned 。

有符号和无符号的数字在内部以相同的方式存储。 它只是在打印时解释数字的方式产生差异[并且在比较中，因为“否定”有符号数字低于0，无符号数字不能小于零] - 检查有符号数字如果它们是“否定的”，则打印为减号和否定的原始数字。 无符号数字仅被视为内部表示在打印时变为的任何内容。

因此，您看到的值只是相同数字的两个不同表示 - 分别是有符号和无符号。

Answer 4

在C和C ++中，在绝大多数情况下，表达式的类型是从表达式本身确定的，而不考虑它出现的上下文。

int var = 5u - 10;

5u是unsigned int类型; 10是int类型。 -运算符的规则使int参数转换为unsigned int ，使表达式等效于5u - 10u 。 结果是UINT_MAX + 1 - 10 ，一个非常大的数字。 初始化隐式地将它从unsigned int转换为signed int 。 由于该值（几乎可以肯定）不能表示为int ，因此转换的结果是实现定义的。 在几乎所有现有的实现中，转换只是将无符号表示重新解释为有符号值，从而得到-5 。 （这适用于对负值使用二进制补码表示的系统;由此产生的有符号/无符号转换的简单性是二次补码如此广泛使用的原因之一。）

请注意， var不可能具有值4294967291 ; int可以在您的系统上保存的最大值（可能） 2147483647 。

auto var = 5u - 10;

以与之前相同的方式评估5u - 10 ，从而在系统上产生UINT_MAX + 1 - 5或4294967291的unsigned int结果。 auto表示var采用表达式的类型unsigned int ，因此不执行转换。 （在具有16位int的系统上，结果将为65531 ）

在回答您的问题时，在两种情况下，常量10 都从int转换为unsigned int 。