本文轉(zhuǎn)自：http://www.94cto.com/index/Article/content/id/59973.html

1.引例：

?

今天在做了一道關(guān)于有符號(hào)數(shù)和無(wú)符號(hào)數(shù)相互轉(zhuǎn)換及其左移/右移的問(wèn)題，被它們之間的轉(zhuǎn)換原理和位移原理搞得頭大了。真的很后悔本科的時(shí)候沒(méi)有認(rèn)真學(xué)習(xí)《計(jì)算機(jī)組成原理》/《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》等計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程。以下是我根據(jù)相關(guān)知識(shí)回顧和整理的材料，如有和某某的文章有雷同之處，請(qǐng)勿見(jiàn)怪。另外也希望看到這篇文章的同志們能夠有所收獲吧。

1 #include <cstdio> 2 #include <iostream> 3 using namespace std; 4 5 int main() 6 { 7 unsigned short int ui; 8 signed short int si; 9 ui = (unsigned short int)0x8000u; 10 si = (signed short int)0x8000; 11 printf("ui = %u\n",ui); 12 printf("si = %d\n",si); 13 ui = ui>>1; 14 si = si>>1; 15 printf("ui = %u\n",ui); 16 printf("si = %d\n",si); 17 cout<<"------------------------------"<<endl; 18 19 ui = (unsigned short int)0x8000u; 20 si = (signed short int)0x8000; 21 printf("%u\n",ui); 22 printf("%d\n",si); 23 ui = ((signed short int)ui>>1);//先類型轉(zhuǎn)換，再移位， 24 si = ((unsigned short int)si>>1); 25 printf("%u\n",ui); 26 printf("%d\n",si); 27 cout<<"------------------------------"<<endl; 28 29 ui = (unsigned short int)0x8000u; 30 si = (signed short int)0x8000; 31 printf("%u\n",ui); 32 printf("%d\n",si); 33 ui = ui<<1; 34 si = si<<1; 35 printf("%u\n",ui); 36 printf("%d\n",si); 37 cout<<"-------------------------------"<<endl; 38 39 ui = (unsigned short int)0x8000u; 40 si = (signed short int)0x8000; 41 printf("%u\n",ui); 42 printf("%d\n",si); 43 ui = ((signed short int)ui<<1); 44 si =((unsigned short int)si<<1); 45 printf("%u\n",ui); 46 printf("%d\n",si); 47 return 0; 48 }

運(yùn)行結(jié)果

2.概念
?在計(jì)算機(jī)中，可以區(qū)分正負(fù)類型的數(shù)，成為“有符號(hào)數(shù)”（signed）；無(wú)正負(fù)類型的數(shù)(只有整數(shù)類型)，成為“無(wú)符號(hào)數(shù)”（unsigned）。簡(jiǎn)明的說(shuō)，無(wú)符號(hào)說(shuō)就是其所有的位數(shù)都用來(lái)表示數(shù)值的大小，有符號(hào)數(shù)除最高位來(lái)表示數(shù)值的正負(fù)外(0表示正數(shù)；1表示負(fù)數(shù))，其余各位用來(lái)表示數(shù)值的大小。舉個(gè)例子說(shuō)明一下：十機(jī)制數(shù) 正數(shù)255? 二進(jìn)制表達(dá)形式：1111 1111

十機(jī)制數(shù) 負(fù)數(shù)-1???? 二進(jìn)制表達(dá)形式：1111 1111?

可見(jiàn)-1的二進(jìn)制的最高位為紅色的1，可是為什么其表達(dá)形式為1111 1111而不是1000 0001呢？這就關(guān)于任何數(shù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)是以補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)問(wèn)題。下面會(huì)介紹的，在此先不詳細(xì)說(shuō)明了。

3.存儲(chǔ)范圍

從前面的介紹可以知道，由于有符號(hào)數(shù)的最高位被拿來(lái)用作符號(hào)位，所以它所能夠表達(dá)的最大數(shù)值要小于無(wú)符號(hào)數(shù)所能夠表達(dá)的最大數(shù)值。還是舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)明一下吧：

無(wú)符號(hào)數(shù)：1111 1111 十進(jìn)制值：255

有符號(hào)數(shù)：0111 1111 十進(jìn)制值：127

這是有人可能會(huì)提出這樣的疑問(wèn)：有符號(hào)數(shù)所能夠表達(dá)的數(shù)值范圍會(huì)不會(huì)小于無(wú)符號(hào)數(shù)所能夠表達(dá)的數(shù)值范圍呢？

呵呵，答案是否定的！雖然有符號(hào)數(shù)在表達(dá)最大值上的能力減弱了，但是它能夠表達(dá)負(fù)數(shù)。負(fù)數(shù)的個(gè)數(shù)可以彌補(bǔ)其不足。來(lái)讓我們比較一下：

一個(gè)字節(jié)的無(wú)符號(hào)數(shù)的表達(dá)數(shù)值范圍是：[0,255]

一個(gè)字節(jié)的有符號(hào)數(shù)的表達(dá)數(shù)值范圍是：[-128,0),[0,127]

可見(jiàn)它們都能夠表示256個(gè)數(shù)。

4.各種碼（原碼/反碼/補(bǔ)碼）

有些人也許會(huì)這樣認(rèn)為"-1"（雙字節(jié)）在計(jì)算機(jī)中的表達(dá)形式為1000 0000 0000 0001，可是實(shí)際上不是的。計(jì)算機(jī)是以其補(bǔ)碼的形式進(jìn)行表達(dá)的，即“-1”(雙字節(jié))的表達(dá)形式是1111 1111 1111 1111。

說(shuō)一下各種碼的概念吧。

原碼：一個(gè)整數(shù)，按照絕對(duì)值的大小轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，最高位為符號(hào)位。

反碼：將原碼除最高位(符號(hào)位)外，其余各位按位取反，所得到的二進(jìn)制碼。正數(shù)的反碼為原碼。

補(bǔ)碼：反碼最低位加1即為補(bǔ)碼。

關(guān)于負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼求法說(shuō)明一下，先得到其反碼，之后將反碼加1即可。有些大神根據(jù)其原碼，閉眼即得，這種能力需要修煉一下啊。

這時(shí)有些人可能會(huì)說(shuō)，為什么要引入補(bǔ)碼的形式呢?直接按照原碼存儲(chǔ)不就省事很多嗎？嘿嘿，要記住，有些事情并不是你想省事就能省事的。好了來(lái)欣賞一下補(bǔ)碼的優(yōu)勢(shì)吧。

計(jì)算機(jī)的帶符號(hào)數(shù)用補(bǔ)碼表示的優(yōu)點(diǎn)：

1負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼與對(duì)應(yīng)正數(shù)的補(bǔ)碼之間的轉(zhuǎn)換可以用同一種方法-求補(bǔ)運(yùn)算完成，可以簡(jiǎn)化硬件。 2 可將減法變?yōu)榧臃?#xff0c;這樣減法就可以用加法器進(jìn)行計(jì)算了。 3 兩個(gè)用補(bǔ)碼表示的數(shù)相加時(shí)，如果最高位(符號(hào)位)有進(jìn)位，則進(jìn)位被舍棄。

心算求補(bǔ)（大神求補(bǔ)算法）：

從最低位開(kāi)始至找到的第一個(gè)1均不變，符號(hào)位不變，這之間的各位“求反”(0變1;1變0)。

原碼：1010 1001? 補(bǔ)碼：1101 0111.

5.有符號(hào)數(shù)與無(wú)符號(hào)數(shù)的相互轉(zhuǎn)換

無(wú)符號(hào)整數(shù)和有符號(hào)整數(shù)之間進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換時(shí)，位模式不改變。

有符號(hào)數(shù)轉(zhuǎn)換為無(wú)符號(hào)數(shù)時(shí)，負(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換為大的正數(shù)，相當(dāng)于在原值上加上2的n次方，而正數(shù)保持不變。

無(wú)符號(hào)數(shù)轉(zhuǎn)換為有符號(hào)數(shù)時(shí)，對(duì)于小的數(shù)將保持原值，對(duì)于大的數(shù)將轉(zhuǎn)換為負(fù)數(shù)，相當(dāng)于原值減去2的n次方。

當(dāng)表達(dá)式中存在有符號(hào)數(shù)和無(wú)符號(hào)數(shù)類型時(shí)，所有的操作都自動(dòng)轉(zhuǎn)換為無(wú)符號(hào)類型。可見(jiàn)無(wú)符號(hào)數(shù)的運(yùn)算優(yōu)先級(jí)高于有符號(hào)數(shù)。

unsigned int a = 20; signed int b = -130;

?運(yùn)算一下結(jié)果是 b>a?

6.轉(zhuǎn)換大餐

有符號(hào)數(shù)的轉(zhuǎn)換

原類型	目標(biāo)類型	轉(zhuǎn)換方法
?char	short	符號(hào)位擴(kuò)展
char	long	符號(hào)位擴(kuò)展
char	unsigned char	最高符號(hào)位失去位意義，變?yōu)閿?shù)據(jù)位
char	unsigned short	符號(hào)位擴(kuò)展到short；然后從short轉(zhuǎn)到unsigned short
char	unsigned long	符號(hào)位擴(kuò)展到long；然后從long轉(zhuǎn)換到unsigned long
char	float	符號(hào)位擴(kuò)展到long；然后從long轉(zhuǎn)到float
char	double	符號(hào)位擴(kuò)展到long；然后從long轉(zhuǎn)換到double
char	long double	符號(hào)位擴(kuò)展到long；然后從long轉(zhuǎn)換到long double
short	char	保留低位字節(jié)
short	long	符號(hào)位擴(kuò)展
short	unsigned char	保留低位字節(jié)
short	unsigned short	最高為失去意義，變?yōu)閿?shù)據(jù)位
short	unsigned long	符號(hào)位擴(kuò)展到long；然后從long轉(zhuǎn)到unsigned long
short	float	符號(hào)位擴(kuò)展到long；然后從long轉(zhuǎn)到float
short	double	符號(hào)位擴(kuò)展到long；然后從long轉(zhuǎn)到double
short	long double	符號(hào)位擴(kuò)展到long；然后從long轉(zhuǎn)換到long double
long	char	保留低位字節(jié)
long	short	保留低位字節(jié)
long	unsigned char	保留低位字節(jié)
long	unsigned short	保留低位字節(jié)
long	unsigned long	最高為失去意義，變?yōu)閿?shù)據(jù)位
long	float	使用單精度浮點(diǎn)數(shù)表示，可能失去精度
long	double	使用單精度浮點(diǎn)數(shù)表示，可能失去精度
long	long double	使用單精度浮點(diǎn)數(shù)表示，可能失去精度

無(wú)符號(hào)數(shù)的轉(zhuǎn)換

原類型	目標(biāo)類型	轉(zhuǎn)換方法
unsigned char	char	最高為作符號(hào)位
unsigned char	short	0擴(kuò)展
unsigned char	long	0擴(kuò)展
unsigned char	unsigned short	0擴(kuò)展
unsigned char	unsigned long	0擴(kuò)展
unsigned char	float	轉(zhuǎn)換到long；然后從long轉(zhuǎn)換到float
unsigned char	double	轉(zhuǎn)換到long；然后從long轉(zhuǎn)換到double
unsigned char	long double	轉(zhuǎn)換到long；然后從long轉(zhuǎn)換到long double
unsigned short	char	保留低位字節(jié)
unsigned short	short	最高為作符號(hào)位
unsigned short	long	0擴(kuò)展
unsigned short	unsigned char	保留低位字節(jié)
unsigned short	unsigned long	0擴(kuò)展
unsigned short	float	轉(zhuǎn)換到long；然后從long轉(zhuǎn)換到float
unsigned short	double	轉(zhuǎn)換到long；然后從long轉(zhuǎn)換到double
unsigned long	long double	轉(zhuǎn)換到long；然后從long轉(zhuǎn)換到long double
unsigned long	char	保留低位字節(jié)
unsigned long	short	保留低位字節(jié)
unsigned long	long	最高位作符號(hào)位
unsigned long	unsigned char	保留低位字節(jié)
unsigned long	unsigned short	保留低位字節(jié)
unsigned long	float	轉(zhuǎn)換到long；然后從long轉(zhuǎn)換到float
unsigned long	double	直接轉(zhuǎn)換到double
unsigned long	long double	轉(zhuǎn)換到long；然后從long轉(zhuǎn)換到long double

7.各種數(shù)據(jù)類型所占字節(jié)

32位平臺(tái)下：

?ps：文中若有不當(dāng)之處，請(qǐng)指出！

?

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/LCCRNblog/p/5225065.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C++有符号和无符号数的转换的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

如果覺(jué)得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。