使用无符号类型要特别注意

一个由无符号类型引发的微妙的错误

#include <stdio.h>  
#include  <string.h>

int main()
{
    char array[] = "hello";
    int d = -1, x;
    //(1)//if (d <= sizeof(array) / sizeof(char))    
    //(2)//if (d <= strlen(array))

    //if (d <= (int)sizeof(array) / sizeof(char))    /*输出：x = 104*/     
    if (d <= (int)strlen(array))        /*输出：x = 104*/
    {
        x = array[d + 1];
        printf("x = %d\n", x);  //字符'h'对应的ASCII码是104,   'a'是97
    }
    else
    {
        printf("sizeof(array) / sizeof(char) = %u\n", sizeof(array) / sizeof(char));
        printf("strlen(array) = %u\n", strlen(array));  
      //用%d输出也是一样，都是正数
    }

    return 0;
}

这个程序若用(1)或(2)的判断条件会输出：
sizeof(array) / sizeof(char) = 6
strlen(array) = 5
加上强制类型转换(int)才会输出：x = 104

(1)原因是sizeof操作符（注意它不是一个函数，也可以有 sizeof char;和sizeof(char);效果一样）的返回值类型是size_t，而typedef unsigned int size_t;
所以在执行表达式d <= sizeof(array)/sizeof(char)时，右边表达式结果为无符号整型6，因此会将左边的整型d装换成无符号整型（-1（在计算机中以1的补码形式存在为二进制1111...11111）将变成变成一个超级大的整数），因此判断结果是false。

改正方法：d <= (int)sizeof(array)/sizeof(char),人为增加强制类型转换，这样就不必由编译器来选择结果的类型了。

(2)同理，strlen()函数的返回值类型也是size_t，而typedef unsigned int size_t;。但是注意strlen()函数和sizeof操作符的区别，sizeof会多计算一个结束符'\0'的大小，因此会多1，而strlen()函数总是只计算实际字符串字符个数。

改正方法：d <= (int)strlen(array),人为增加强制类型转换，这样就不必由编译器来选择结果的类型了。

对无符号类型的建议(《C专家编程》第24页)

1、尽量不要在代码中使用无符号类型，以免增加不必要的麻烦，尤其是，不要仅仅因为无符号类型不存在负值（如年龄）而用它来表示数量，可以多增加if-else判断数量的合法性也比用无符号类型更安全。否则一个int的 -1，由编译器自动升级成无符号型int，将会变成一个非常大的数。
2、如果用了，应该在表达式中使用强制类型转换，使操作数均为有符号或者无符号类型，这样就不必由编译器来选择结果的类型，可以避免微妙的错误发生。
3、只有在使用位段和二进制掩码时，最好去用无符号数。这里就要谈到正数和负数在计算机中的二进制存储方式了。正数简单，就是原码二进制形式存储，如int型32bit位 int a = 1;那么a在计算机中存储为二进制000...(总共31个0)...0001。但是负数就比较复杂，要用原码求反码再加1得到的补码的二进制形式存储在计算机中，如int b = -1;原码和a一样，反码就是111...(总共31个1)...1110，然后反码加1得到补码111...(总共32个1)...1111。可见b并不是简单的存储为二进制100...(总共30个0)...0001。因此在使用位段和二进制掩码这些需要按bit位操作的情况下，为了在使用时让我们脑子里想的和计算机处理的一致，尽量都用无符号类型，就可以避免负数在计算机中的特殊存储方式带来的影响。
《注意：负数要以10进制输出时，又要将计算机中存储的补码，先减1求得反码，再按位求反得到原码，然后将原码转换成10进制输出并在前面添加一个‘-’号》

使用无符号类型的优缺点

比如int类型和unsigned int类型，同样是占用4字节（32bit位），int类型的取值范围是（-2^31到2^31），而unsigned int类型的取值范围是（0到2^32），可见在利用正数的这一半时无符号数的可用范围是有符号的两倍。有符号数最高bit位的0或1只能表示+-符号，不能表示数值，浪费了。

最后编辑于：2018.01.15 11:59:00