计算机中的符号位

数据类型的最高位用于标识数据的符号
- 最高位为1，表明这个数为负数
- 最高位为0，表明这个数为正数

有符号数的符号位

#include <stdio.h>

int main()
{
    int sign = 0;  //符号位

    char i = -5;
    short j = 5;
    int k = -1;

    sign = i & 0x80;  //sign 不等于 0 : sign = (1011) & (1000 0000) 
    printf("sign = %d
",sign);

    sign = j & 0x8000;  //sign 等于 0
    printf("sign = %d
",sign);

    sign = k & 0x80000000;  //sign 不等于 0 : sign = (1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111) & (1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000) = 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
    printf("sign = %d
",sign);

    return 0;
}

//输出结果
sign = 128
sign = 0
sign = -2147483648##

有符号数的表示法

在计算机内部用补码表示有符号数
- 正数的补码为正数本身
- 负数的补码为负数的绝对值各位取反后加1
- 8位整数5的补码为：0000 0101
  
  8位整数-7的补码为：1111 1001
- 16位整数20的补码为：0000 0000 0001 0100
  
  16位整数-13的补码为：1111 1111 1111 0011

无符号数的表示法

在计算机内部用原码表示无符号数
- 无符号数默认为正数
- 无符号数没有符号位
对于固定长度的无符号数
- MAX_VALUE+1 -> MIN_VALUE
- MIN_VALUE-1 -> MAX_VALUE

signed 和 unsigned

C语言中变量默认为有符号的类型

unsigned 关键字声明变量为无符号类型

C语言中，只有整数类型能够声明 unsigned 变量

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i;  //默认为带符号整型
    signed int j;  //显式声明变量为带符号整型
    unsigned int k;  //声明变量为无符号整型

    return 0;
}

当无符号数遇见有符号数

当无符号数与有符号数混合计算时，会将有符号数转换为无符号数后再进行计算，结果为无符号数

Demo1

计算 i+j 时，先将 int 型变量 j 转换为 unsigned int 型

#include <stdio.h>

int main()
{
    unsigned int i = 5;
    int j = -10;
    
    if( (i + j) > 0 ){
        printf("i + j > 0
");
    }
    else{
        printf("i + j <= 0
");
    }
    
    return 0;
}
//输出结果：
i + j > 0

Demo2

无限循环下去，因为变量 i 的值一直是无符号数，不会出现小于 0 的情况

#include <stdio.h>

int main()
{
 
    unsigned char i = 0;
    
    for(i=9; i>=0; i--)
    {
        printf("i = %u
", i);
    }
    
    return 0;
}