C 将无符号转换为有符号是如何工作的？

Question

标准中的哪种语言使此代码有效，打印“-1”？

unsigned int u = UINT_MAX;
signed   int s = u;
printf("%d", s);

https://en.cppreference.com/w/c/language/conversion

otherwise, if the target type is signed, the behavior is implementation-defined (which may include raising a signal)

https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Integers-implementation.html#Integers-implementation

GCC supports only two’s complement integer types, and all bit patterns are ordinary values.

The result of, or the signal raised by, converting an integer to a signed integer type when the value cannot be represented in an object of that type (C90 6.2.1.2, C99 and C11 6.3.1.3):

For conversion to a type of width N, the value is reduced modulo 2^N to be within range of the type; no signal is raised.

对我来说，将 UINT_MAX 转换为 int 似乎意味着将 UINT_MAX 除以 2^(CHAR_BIT * sizeof(int))。为了争论，使用 32 位整数，0xFFFFFFFF / 2^32 = 0xFFFFFFFF。所以这并不能真正解释值 '-1' 如何在 int.

中结束

其他地方是否有某种语言说在模除法之后我们只是重新解释这些位？还是优先于我引用的部分的标准的其他部分？

Answer 1

C 标准的任何部分都不能保证您的代码通常会打印 -1。正如它所说，转换的结果是实现定义的。但是，GCC 文档确实承诺，如果您使用它们的实现进行编译，那么您的代码将打印 -1。这与位模式无关，只是数学。

GCC 手册中“reduced modulo 2^N”的明确意图是结果应该是 signed int 范围内的唯一数字，与 [=23 一致=] 2^N 到输入。这是定义您期望的“包装”行为的精确数学方法，恰好与您通过重新解释位得到的结果一致。

假设 32 位，UINT_MAX 的值为 4294967295。这与 mod 4294967296 对应 -1。即4294967295与-1之差是4294967296的倍数，即4294967296本身。此外，这必然是 [-2147483648, 2147483647] 中唯一的此类数字。（与 -1 一致的任何其他数字至少为 -1 + 4294967296 = 4294967295，或至多为 -1 - 4294967296 = -4294967297）。所以-1就是转换后的结果。

换句话说，反复加减4294967296，直到得到一个在signed int范围内的数字。保证只有一个这样的数字，在本例中为 -1。

C 将无符号转换为有符号是如何工作的？

How does C casting unsigned to signed work?

c

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