为什么比较有符号字符和无符号整数不能正常工作？

Question

我写了一小段代码来测试一些东西：

#include <stdio.h>

int main()
{
    unsigned  x = 1;
    signed char y = -1 ;
    if (x>y)
        printf("X > Y");
    else
        printf("X <= Y");
    return 0;
}

我得到的输出是“X -1 吗？

Answer 1

我们有：

unsigned  x = 1;
signed char y = -1;

这个表达式：

x > y

用作if语句的控制表达式。

在通常的算术转换之后，右操作数y 将被转换为unsigned int 值。负的signed char 值-1 的转换结果将是一个巨大的unsigned int 值（等于UINT_MAX）。

所以表达式x > y 将被计算为：

1U > UINT_MAX

始终为假（即，评估为 0）。

这是简短的版本。为了解释我们如何用 C 标准规则得出这个结果，我在下面解释一下。

事情是这样的：

使用了>关系运算符，这里是C对关系运算符的说法：

关系运算符 (C99, 6.5.8p3) “如果两个操作数都具有算术类型，则执行通常的算术转换。”

好的，在我们的示例中，操作数都是整数类型，整数类型是算术类型。所以通常的算术转换将完成。常用的算术转换有哪些？

通常的算术转换 (C99, 6.3.1.8p1) "否则，对两个操作数都执行整数提升。然后将以下规则应用于提升的操作数：`

好的，第一个整数提升是在每个操作数上完成的。整数促销如何执行？

整数提升 (C99, 6.3.1.1p2) "如果一个int可以表示原始类型的所有值，则将该值转换为int；否则，将其转换为unsigned int . 这些被称为整数提升。”

y 属于 signed char 类型，因此在整数提升之后它首先被提升为 int，而 x 属于 unsigned int 类型并保持为 unsigned int。

然后通常的算术转换会在两个操作数之间找到一个共同的类型。在我们的例子中，这意味着：

常用算术转换（套件） (C99, 6.3.1.8p1) “否则，两个操作数都转换为无符号整数类型，对应于带符号整数类型的操作数类型。”

unsigned int 与int 类型具有相同的转化排名（记住signed char 被提升为int），因此提升的y 将从int（提升后）转换为@987654344 @。有关信息，整数转换等级在 (C99, 6.3.1.1p1) 中定义。 如您所见，unsigned int 在通常的算术转换中胜过int，另一种说法是unsigned 是粘性。

现在如何将-1 的int 值（提升为int 后的signed char -1）转换为unsigned int 值？`。以下是 C 在这种特定情况下关于整数转换的说法：

整数转换 (C99, 6.3.1.3p2) "否则，如果新类型是无符号的，则通过重复加或减1来转换该值，而不是可以表示的最大值新类型，直到值在新类型的范围内。”

这一段是这样写的，所以它的含义保持独立于带符号的数字表示。对于二进制补码表示，这意味着将int 值-1 转换为(UINT_MAX + 1) - 1，等于UINT_MAX。所以在我们的具体案例中，

x > y

等价于

1U > UINT_MAX

等价于

0

Answer 2

如果您比较不同类型的变量，则必须在比较完成之前将其中一个强制转换为另一个的类型。

“较短”类型将升级为“较长”类型。

在这种情况下，signed char y 将被转换为 unsigned int，其值为 UINT_MAX。

具体来说，假设编译器使用 32 位 ints：

   signed char          -1 = 0xff        becomes
-> signed int           -1 = 0xffffffff  becomes
-> unsigned int 0xffffffff = UINT_MAX

因此x < y。

Answer 3

不是 1 > -1 吗？

是的，除非您使用 unsigned 值。在unsigned 的世界中，最小值是零和一。其他一切都更大，并且该语言明确指出unsigned(-1) 是最大无符号值。