有符号整数和无符号整数

Question

我正在学习c语言，有两种不同的整数类型，signed/unsigned。

有符号整数可以表示正数和负数。为什么我们那么需要无符号整数吗？

Answer 1

unsigned 类型有额外的存储位，允许它们的最大幅度为 2^{CHAR_BIT * sizeof(type)} -1 表示正值。这就是为什么像 size_t 这样用来存储文件大小、字符串、数组等的类型是无符号的。

对于带符号的整数，符号保留一位，因此如果 int 是 32 位长，您只能使用 31 位来存储数字的大小。一个unsigned int没有这个限制； MSB 也用于幅度，但它的代价是不能再为负数。
C 标准未定义有符号整数溢出，而无符号整数溢出保证回绕并重置为零。例如，以下代码调用 C:
中的未定义行为
```
int a = INT_MAX;
a++;
```
而这保证回绕到零：
```
unsigned int a = UINT_MAX;
a++;
```
无符号类型通常更适合对

Answer 2

一个词的答案是"range"！

当你声明一个带符号的整数时，它需要 4 个字节/32 位内存（在 32 位系统上）。在这 32 位中，1 位用于符号，其他 31 位表示数字。意味着您可以表示 -2,147,483,648 到 2,147,483,647 之间的任何数字，即 2^31.

如果要用2,147,483,648怎么办？去8个字节？但是如果你对负数不感兴趣，那岂不是浪费了4个字节？

如果您使用 unsigned int，则所有 32 位都代表您的数字，因为您不需要为符号留出 1 位。因此，使用 unsigned int，您可以从 0 到 4,294,967,295，即 2^32

同样适用于其他数据类型。

Answer 3

全靠记忆。它们用于表示更大的数字而不使用更多的内存。

数字以二进制形式存储在计算机上。带符号的数值使用称为二进制补码的过程将正数转换为负数，其中第一位（可以表示最高值的位）在任何计算中都不会被考虑在内。

表示你选择的有符号数字类型最多只能存储N个可用位减1位的最大值，剩余的位将用于确定值的符号，而你选择的无符号类型可以利用其所有可用位来存储其值，但缺点是无法表示负值。

Answer 4

有 two/three 个原因，因为 C 必须为程序员提供最大范围的可能性。

首先，无符号整数相对于其有符号整数可以包含双精度（正）值。我们不想浪费任何一点对吧？

第二个是协议，或者程序必须处理的一些数据结构，可以使用无符号值，所以拥有这种数据类型很方便。

三是处理器其实有无符号类型，所以C语言给了。例如，可能有一些算法会在溢出时进行中继。

可能还有其他动机，可能我不记得了。

就个人而言，我在嵌入式应用程序中大量使用无符号整数。例如，使用单个 unsigned char 作为 256 个元素的循环缓冲区的索引，可以在不检查溢出的情况下简单快速地增加索引，因为当索引溢出时，它会完全按照我的意愿执行（重置为零）。同样，可能还有很多其他情况，我只说第一个想到的。

Answer 5

原因是 Integer 总是有固定的大小。在大多数系统上，整数是 32 位大。

所以无论是有符号整数还是无符号整数，它占用的内存量总是相同的。这就是有符号和无符号的不同之处：范围

无符号整数的范围为 0 到 4294967295 (2³²-1)，有符号整数的范围为 -2147483647 到 2147483648

Signed integer and unsigned integer