C中的類型轉換查詢

Question

為什么以下代碼將 a 的值打印為 -25536 而不是 -25535。 我的猜測是，要在短范圍內標准化短值，它應該執行 40000-32767 = 7233，然后從第一個范圍開始，即 -32768+7233 = -25535，那么額外的值從哪里來？ 為什么是-25536？

#include <stdio.h>
int main()
{
    short  int a = 40000;
    printf("%d", a);
    return 0;
}

Answer 1

在 C 2018 標准中，6.3.1.3 3 表示將無法在類型中表示的值轉換為有符號 integer 類型是實現定義的。 GCC 定義轉換為模 2 ^N換行，其中N是類型的寬度（類型中的位數，包括符號位）。

在您使用的 C 實現中， short int有 16 位，因此轉換包含模 2 ¹⁶ = 65,536。 所以 40,000 通過減去 65,536 所需的次數轉換為short int以產生范圍（-32,768 到 +32,767）中的值，即只有一次：40,000−65,536 = −25,536。

請注意，純二進制中 40,000 的位是 1001 1100 0100 0000（2 ¹⁵ + 2 ¹² + 2 ¹¹ + 2 ¹⁰ + 2 ⁶ = 32,768 + 4,096，+ 2,048 + 1,024 + 64 = 40,000）。 當解釋為二進制補碼時，前導位表示 -32,768 而不是 +32,768，因此二進制補碼中相同位的解釋為 -32,768 + 4,096，+ 2,048 + 1,024 + 64 = -25,536。 這以及二進制補碼和二進制的算術屬性與 GCC 選擇包裝模 2 ^N的原因有關。

Answer 2

首先，正確的代碼是

printf("%hd", a);

如果你啟用了它的警告，你的編譯器會警告你這個問題。 gcc甚至給出了解決方案。

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絕對不能保證獲得 -25,536。 但這就是正在發生的事情。

在具有 32 位int vars 的 little-endian 2's-complement 機器上， 40000存儲為字節40 9C 00 00 。

在具有 16 位short變量的 little-endian 2's-complement 機器上，字節40 9C表示 -25536。

不執行任何操作。

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你的問題的關鍵二是二的補碼。 你應該發現這個早期的問答最相關。