這東西實際編程時一直無視的，范圍小了就換個大點的表示形式，但是總覺得基礎知識還是掌握得好，免得到時候用移位運算或類型轉換或筆試題時要花時間想。

C語言的基本類型有char、int、float、double，另外還有說明符long、short、signed和unsigned。

首先要注意在不同操作系統(tǒng)中類型大小不一樣，下面的情況只是考慮其中一種情況。

int和char均默認為signed，二進制的最高一位來表示符號，0為正1為負。

假如short int是16位，由于第1位表示正負，所以只剩15位表示實際數(shù)值，范圍為-2^15到2^15-1

舉例，按照原碼表示：

0000 0000 0000 0101表示5

1000 0000 0000 0101表示-5

反碼就是符號位不變，數(shù)值位取反，比如5就表示為0111 1111 1111 1010

但是這樣問題來了，1000 0000 0000 0000跟0000 0000 0000 0000表示的都是0，這樣0就有2種編碼方式。

所以C語言采取了補碼表示，1000 0000 0000 0000表示的是-2^15而非0。

補碼：1、對于正數(shù)，補碼與原碼相同；2、對于負數(shù)，數(shù)值位的絕對值取反后在最低位加1。

PS：負數(shù)轉整數(shù)也是取反后最低位加1（不是減1）

因此，C語言中是用表示-5的是1111 1111 1111 1011

那么對負整數(shù)逐次進行自加運算得到結果如下

-4　　1111 1111 1111 1100

-3　　1111 1111 1111 1101

-2　　1111 1111 1111 1110

-1　　1111 1111 1111 1111

于是-1再自加后所有位數(shù)全部變?yōu)?,0的表示形式就變成了0000 0000 0000 0000，表示0的只有一種形式。

C語言支持移位運算，即將數(shù)據(jù)看成二進制數(shù)，對其向左或向右移動若干位。

邏輯移位：移出去的位丟棄，空位補0

算術移位：移出去的位丟棄，空位補符號位（只有當有符號數(shù)做右移運算時才是算術移位）

0000 0101向左移2位（即5<<2）后變成 0001 01??，?處補0，所以結果是0001 0100，為20.

1111 1011向左移2位（即-5<<2）后變成1110 11??，?處補0，所以結果是1110 1100，按照補碼規(guī)則，為正數(shù)0001 0011的相反數(shù)加1，即-(19+1)=-20

所以左移很簡單，可以i << j可以替代乘法運算i*2^j，運算效率更高。

要注意的是，雖然一般不會用到，但是左移位數(shù)超過該數(shù)值類型最大位數(shù)時，編譯器會用位數(shù)求余，所以這就跟具體類型大小有關。

0010 1001向右移2位（即41>>2）后變成??00 1010，正數(shù)?處補0，所以結果是0000 1010，為10。

1101 0111向右移2位（即-41>>2）后變成了??11 0101，負數(shù)?處補1，所以結果是1111 0101，為正數(shù)0000 1010的相反數(shù)加1，即-(10+1)=-11

可以看出絕對值相同的正數(shù)和負數(shù)右移同樣位數(shù)后得出的結果并不一致，i>>j并不能等價于i/2^j！-41/4的結果是-10！

?

最后談談unsigned轉signed，以char為例。

char在計算機內部是用一個字節(jié)的二進制來表示的，這里假定默認為signed，表示范圍為-128到127。

對于char c = 128; c的二進制表示為1000 0000，如果轉換成int輸出是-127。

char轉換成short int并不是說位數(shù)增加了，而是把它當成short int來解釋，因此c還是1000 0000，表示的是-127，而不會因為轉型為int就變成了0000 0000 1000 0000

看下面一段代碼，signed轉unsigned

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) {char c = 128;unsigned char cu = c;short int i = cu;cout << i;return 0; }

把c轉換成unsigned char后，再轉換成short int，那么輸出的就是128，轉型后還是1000 0000，但是按照unsigned的解釋，最高位不再是符號位，而是數(shù)值位，所以結果就是2^8=128。

好了，再看下面一段代碼，unsigned轉signed

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) {unsigned char cu = 255;char c = cu;short int i = c;cout << i;return 0; }

255的unsigned表示為 1111 1111，轉換為signed后，符號位1代表是負數(shù)，數(shù)值位轉換成十進制后是127，按照補碼的定義結果為-1。

以前用OpenCV處理圖像時，經(jīng)常被繞住，因為IplImage*的ImageData是char表示的，而處理圖像時一般都轉化成了unsigned char，回顧了補碼的概念后那么下面這個對應就好理解了。

數(shù)值區(qū)間	[0,127]	[-128,-1]
char	x	x
unsigned char	x	256+x

轉載于:https://www.cnblogs.com/Harley-Quinn/p/5346626.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C语言的补码表示和unsigned及signed的转换的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。