我一直在阅读K&R 的《C 编程语言》一书，并遇到了这个问题。
当涉及无符号操作数时，转换规则更加复杂。问题 是有符号值和无符号值之间的比较是机器相关的，因为 它们取决于各种整数类型的大小。例如，假设 int 为 16 位，long 为 32 位。然后-1L ，因为1U，这是一个无符号整数，被提升为一个有符号长整数。但是 -1L > 1UL 因为 -1L 被提升为 unsigned long 从而出现 是一个很大的正数。
从我开始使用 C 开始，我对这个 Unsigned 和 Signed 值没有什么困难。谁能解释一下无符号值如何转换为有符号值，反之亦然。
【问题讨论】：
标签： c
您已经通过整数提升触及了普通算术转换的表面（较新的标准使用整数提升的术语）。
一般来说，当您有表达式时，涉及算术或逻辑运算符并且操作数不匹配，那么它们需要统一（如我们所说的提升）为通用形式。在 C90 中，整数操作数之间的规则（为了简单起见，我故意跳过“低于”int 的类型的规则）处于以下渐变中（请注意，C90 中没有 long long int 类型）：
int → unsigned int → long int → unsigned long int
但是，unsigned int 和 long int 之间有一个例外。如果它们具有相同的大小（以位为单位），则此类类型的两个操作数都将提升为公共类型unsigned long int。在任何其他情况下，常见类型是右侧（例如，当您有 int 和 unsigned int 操作数时，第一个被提升为 unsigned int）。如果两个操作数的类型相同，则不会对上面列出的类型进行提升。
-1L < 1U 和-1L > 1UL 有什么关系？在您的情况下，假设 sizeof(int) == 16 和 sizeof(long) = 32，因此：
-1L < 1U 第二个操作数提升为 long int
-1L > 1UL 第一个操作数被提升为 unsigned long
在前面的例子中，表达式的值是1 为-1L < 1L。在后一种情况下，n 是unsigned long 类型的最大值（在您的情况下为n+1 == 2^32），通过重复添加或减去n+1 将-1L 提升为无符号类型，这会产生大量数字（即@ 987654348@)，因此整个表达式的值也是1（int 类型）。
【讨论】：
嗯……答案更长（详细），答案更短（近似）……
标准（C99，6.3.1）规定了一个整数转换等级，当两个整数操作数有不同的等级时，一个会向上转换。 rank 与整数的大小有关；较大的尺寸比较小的尺寸具有更高的排名。在大小相同的地方，排名可能会有所不同——但这并不重要。但是，相同大小的有符号整数和无符号整数具有相同的rank。
值得记住的是，签名int 和unsigned int 根据定义具有相同的大小。它们是标准所称的对应整数类型（C99，6.2.5）的示例。每个有符号整数类型都有一个对应的无符号整数类型，反之亦然——_Bool 除外，它没有符号（并且，FWIW，具有最低的 rank）。如上，对应有符号和无符号类型具有相同的rank。
C 非常喜欢int 和unsigned int。它会将小于 rank 的整数提升到 int（或提升到 unsigned int，如果提升的整数是无符号的并且大小与 int 相同）。这称为整数提升（它是所有可能的转换的子集）。对于许多运算符，C 将在执行任何其他操作之前对两个操作数执行整数提升。它还将对printf() 之类的参数执行整数提升。
现在我们了解所谓的通常的算术转换（C99，6.3.1.8），对于两个整数操作数来说：
两个参数都根据需要提升，因此至少会是int 或unsigned int
如果他们现在不是同一类型（类型，而不是排名）：
如果两种类型都有符号，或者两种类型都没有符号，则较低的 rank 转换为较高的。
这很简单，显然没有损失签名。
...否则，对于不同类型、不同符号，大小很重要：
如果有符号操作数具有更大的大小（因此 rank），则无符号操作数将转换为有符号操作数的类型。
这也很简单，无符号值可以无损失地表示为有符号类型。
如果无符号操作数具有更大的大小（因此 rank），则将有符号操作数转换为无符号操作数的类型。
因此，对于（例如）unsigned long long 和 int（假设它们的大小不同），int 被向上转换，方法是向其添加 ULLONG_MAX + 1。
这不是那么简单，签名性丢失了。
...否则，对于不同类型、不同符号、相同大小，结果将是两个具有当前大小的无符号操作数。 rank 决定操作数的类型：
如果操作数具有相同的rank，则将有符号的操作数转换为无符号操作数的类型。
当您有 int 和 unsigned int 操作数时会发生这种情况，int 被转换（通过添加 UINT_MAX + 1 到它）。
如果无符号操作数具有更大的rank，则将有符号操作数转换为无符号操作数的类型（如上）。
否则，有符号操作数的rank较大，两个操作数都转换为有符号操作数类型对应的无符号类型（即转为rank较大的无符号类型 em>)。
这一切看起来都非常复杂 :-( 但是，请记住，整数的大小是其 rank 的主要组成部分——是什么让处理相同大小的整数看起来很复杂，但不同的符号和类型。
（对于挑剔的人：我已经掩盖了标准中的皱纹，它允许整数表示包含“填充”位——这是非常奇特的——因此，在需要时，对于大小读取宽度。）
升级到int或unsigned int后：
如果操作数的大小不同，则较小的向上转换，如果较大的无符号但较小的无符号，则较小的将失去其符号性。
如果操作数的大小相同，但符号不同，则将有符号的操作数转换为无符号的，失去符号的。
转换为无符号（失去有符号性）需要加上 MAX+1，其中 MAX 是要转换为的无符号类型的最大值。
因此：-1L > 0UL...确实是-1L == ULONG_MAX。
【讨论】：