Tilde C unsigned vs signed integer

Question

例如：

unsigned int i = ~0;

结果 ：我可以分配给i最大数量

和

signed int y = ~0;

结果 ： -1

为什么我得到-1 ？ 我不应该得到我可以分配给y的最大数量吗？

Answer 1

4294967295 （又名UINT_MAX ）和-1都具有相同的0xFFFFFFFF二进制表示或32位全部设置为1 。 这是因为带符号的数字用二进制补码表示。 负数将其MSB（最高有效位）设置为1并通过翻转其余位来确定其值，加1并乘以-1 。 因此，如果您将MSB设置为1并且其余位也设置为1 ，则将它们翻转（获得32个零），添加1 （获得1 ）并乘以-1以最终获得-1 。

这使得CPU更容易进行数学计算，因为它不需要负数的特殊例外。 例如，尝试添加0xFFFFFFFF （-1）和1 。 由于只有32位的空间，这将溢出，结果将如预期的那样为0 。

更多信息请访问：

http://en.wikipedia.org/wiki/Two%27s_complement

Answer 2

unsigned int i  = ~0;

结果：我可以分配给i的最大数量

通常，但不一定。 表达式~0评估为具有所有（非填充）位的int 。 C标准允许对有符号整数进行三次表示，

• 二进制补码，在这种情况下~0 = -1并将其赋值给unsigned int结果为(-1) + (UINT_MAX + 1) = UINT_MAX 。
• 一个补码，在这种情况下， ~0可以是负零或陷阱表示; 如果它是负零，则对unsigned int的赋值将导致0。
• 签和幅度，在这种情况下~0是INT_MIN == -INT_MAX ，并将其分配给一个unsigned int在结果(UINT_MAX + 1) - INT_MAX ，这是1 ，所述较少的情况下unsigned int的宽度（数无符号整数类型的值位数，值位数+ 1 [对于符号位]对于有符号整数类型）小于int和2^(WIDTH - 1) + 1在常见情况下， unsigned int的宽度与int的宽度相同。

初始化

unsigned int i = ~0u;

将始终导致i持有值UINT_MAX 。

signed int y = ~0;

结果：-1

如上所述，只有当有符号整数的表示使用二进制补码时（现在这是迄今为止最常见的表示）。

Answer 3

~0仅仅是一个int设置为1时解释所有比特作为unsigned这将等同于UINT_MAX 。 当解释为signed这将是-1 。

假设32位整数：

 0 = 0x00000000 =  0 (signed) = 0 (unsigned)
~0 = 0xffffffff = -1 (signed) = UINT_MAX (unsigned)

Answer 4

保罗的回答是完全正确的。 而不是使用〜0，您可以使用：

#include <limits.h>

signed int y = INT_MAX;
unsigned int x = UINT_MAX;

现在，如果你检查值：

printf("x = %u\ny = %d\n", UINT_MAX, INT_MAX);

您可以在系统上看到最大值。

Answer 5

不，因为~是按位NOT运算符，而不是类型运算符的最大值 。 ~0对应一个int ，所有位都设置为1 ，解释为unsigned，给出了无符号可表示的最大数，并解释为signed int，给出-1。

Answer 6

你必须使用二进制补机。

Answer 7

查看http://en.wikipedia.org/wiki/Two%27s_complement ，了解一下布尔代数和逻辑设计。 学习如何计算二进制和二进制加法和减法将进一步解释这一点。

C语言使用这种数字形式，以便找到使用0x7FFFFFFF所需的最大数字。 （对于每个使用的字节使用2个FF，最左边的字节是7.）要理解这一点，您需要查找十六进制数字及其工作方式。

现在来解释一下无符号的等价物。 在带符号的数字中，数字的下半部分是负数（0表示为正数，因此负数实际上比正数高1）。 无符号数字都是正数。 因此理论上你的32位int的最高数字是2 ^ 32，除了0仍然被计为正数所以它实际上是2 ^ 32-1，现在对于有符号数字，这些数字的一半是负数。 这意味着我们将前一个数字2 ^ 32除以2，因为32是指数，我们得到每侧2 ^ 31个数字0为正数意味着有符号32位int的范围是（-2 ^ 31,2 ^ 31- 1）。

现在只比较范围：无符号32位int：（0,2 ^ 32-1）有符号32位int：（ - 2 ^ 31,2 ^ 32-1）无符号16位int：（0,2 ^ 16-1）签名16位int：（ - 2 ^ 15,2 ^ 15-1）

你应该能够看到这里的模式。 解释〜0的事情需要多一点，这与二进制中的减法有关。 它只是添加1并翻转所有位然后将两个数字相加。 C在幕后为您完成此操作，许多处理器也是如此（包括x86和x64系列处理器）。因此，最好存储负数，就像它们倒计时一样，并且在二进制补码中，添加的1也被隐藏。 因为0被假定为正，因此负数不能具有0的值，因此它们自动地将-1（位翻转后的正1）添加到它们。 在解码负数时，我们必须考虑到这一点。