有符号整数未转换为无符号整数

Question

我正在阅读 Lippman 和 Lajoie 所著的 C++ Primer 一书。 在第 65 页他们说：如果我们在算术表达式中同时使用无符号和 int 值，则 int 值通常会转换为无符号。

如果我尝试他们的示例，事情会按预期工作，即：

unsigned u = 10;
int i = -42;
std::cout << u + i << std::endl; // if 32-bit ints, prints 4294967264

但是，如果我将 i 更改为 -10，我得到的结果是 0 而不是预期的 4294967296，具有 32 位整数：

unsigned u = 10;
int i = -10;
std::cout << u + i << std::endl; // prins 0 instead of 4294967296. Why?

这个表达式不应该打印10 + (-10 mod 2^32)吗？

Answer 1

unsigned int和int都在内存中占用 32 位，让我们考虑一下它们的位表示：

unsigned int u = 10;
00000000000000000000000000001010

int i = -42;
11111111111111111111111111010110

u + i:
11111111111111111111111111100000

如果我们将11111111111111111111111111100000视为有符号数（ int ），那么它是 -32：

如果我们把它当作一个无符号数（ unsigned ），那么它就是 4294967264：

区别在于最高位，无论是代表-2^31，还是+2^31。

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现在让我们看一下(10u) + (-10) ：

   unsigned int u = 10;
   00000000000000000000000000001010

   int i = -10;
   11111111111111111111111111110110

   u + i:
(1)00000000000000000000000000000000

由于u + i将超过 32 位限制，因此最高位1将被丢弃。 由于剩余的 32 位全为零，因此结果将为 0。同样，如果i = -9 ，则结果将为 1。