当表达式中的所有项都是 uint8_t 时，如何存储算术表达式中中间步骤的结果？答案

【问题标题】：How are the results of intermediate steps in an arithmetic expression stored when all terms in the expression are uint8_t?当表达式中的所有项都是 uint8_t 时，如何存储算术表达式中中间步骤的结果？
【发布时间】：2025-11-23 22:15:01
【问题描述】：

代码：

int main(void) {
    uint8_t x = 3;
    uint8_t y = 4;
    uint8_t z = 5;

    uint8_t a = (x - y) / z;
    uint8_t b = x - y;
    printf("a is %d\n", a);
    printf("b is %d\n", b);
    return 0;
}

有以下输出：

a is 0
b is 255

我希望(3 - 4) / 5 会导致溢出，因为(3 - 4) 因为uint8_t 是255。当涉及无符号整数的中间步骤导致负数时，为什么它不会溢出？在下一步 / 5 发生之前，(3 - 4) 的结果以什么格式存储？

【问题讨论】：

%d 不是 uint8_t 的正确格式说明符。是的，算术运算是使用提升为int 的操作数执行的。所以(x-y) 实际上会计算为-1 并且类型为int。
您使用的是哪个编译器？ gcc -Wall 作为输出 a is 0 b is 255。对于这些值，我也许可以拼凑出一个解释。
@EugeneSh。当您在 printf 中使用 uint8_t 时，它会升级为 int，因此 "%d" 应该是正确的说明符。
@mch 我不确定。我记得可变参数函数有一个特殊的提升规则
其实这里是对 255 和 0 的解释：3-4 = -1，在补码 2 表示中是 255。如果你将 -1 除以某个东西，结果是浮点数，这意味着能够代表否定。如果将其除以大于 1 的值，则结果介于 0 和 -1 之间。如果您将其强制为整数，则会四舍五入为 0。

标签： c integer-overflow unsigned-integer

【解决方案1】：

可以使用一个更简单的示例来了解实际情况：

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

int main(void) {
    uint8_t x = 3;
    uint8_t y = 4;

    int a = (x - y);
    printf("a is %d\n", a);    // a is -1
    return 0;
}

_{(现场示例：http://ideone.com/C3SlIn)}

您所看到的是 整数提升 的结果，这些提升是在 通常的算术转换中对 - 的操作数执行的。¹ (C99) 标准中整数提升定义的相关部分：

[6.3.1.1] 如果一个int可以表示原始类型的所有值，则将该值转换为一个int；否则，将其转换为unsigned int。

int 确实可以表示uint8_t 的所有值，因此减法实际上等价于：

int a = (int)x - (int)y;

换句话说，没有溢出。

1。但是为了避免一个常见的混淆，这种行为固有是- 的工作原理；这不是因为我们在这里分配了int。

【讨论】：