為啥-1大於1，-1乘3卻不等於-3？直到了解C語言自動轉換原則後...

今天我們由C語言的一個經典題目入手，跟大家聊聊C語言一個非常重要的規則，不要著急，讓我們從-1大於1的例子說起。

unsigned int i=1;

signed int j=-1;

很簡單，無符號數i，有符號數j，比較i和j的大小，按照常理i是大於j的，但是實驗證明j>i，也就是說-1>1，為什麼會這樣呢？

其實出現這個情況的原因就是C語言中的自動轉換原則，這也是今天我們想給大家說的話題。在C語言中，若遇到無符號數和有符號數之間的操作，這時候會出現資料型別的提升現象，編譯器會自動把有符號數轉化為無符號數來進行處理，因此i是1沒錯，但j卻不是-1了，而是變成了 4294967295。所以j>i了。

 

關於資料為何是4294967295，我們今天從數學的角度給大家分析一下，供大家參考。

首先大家知道無符號數unsigned int的表示範圍是：[0 4294967295 ]= [0 2147483647] U [2147483648 4294967295]，數學上稱為值域。而有符號數int的值域是 [-2147483648—2147483647]。兩個區間的元素個數都是4294967296個。

由此看出，二者的公共域是[0 2147483647]，所以有符號數int的[-2147483648 -1] 對應 unsigned int的[2147483648 4294967295]，這種一一對應的關係，數學上叫做對映。到這裡，資料的對應關係就一目瞭然了， -1 自然對應的就是 4294967295了。

由-1大於1的例子，我們對C語言的自動轉換原則進行簡單總結。

一般來說，C語言存在4種情況的自動轉換，也稱為隱式轉換。

1、算術運算式中，低階型別轉換為高階型別。（下面的圖對低階和高階進行了說明，大家可以參考）

 

2、賦值表示式中，右邊表示式的值自動隱式轉換為左邊變數的型別，並賦值給他。

3、函式呼叫中引數傳遞時，系統隱式地將實參轉換為形參的型別後，賦給形參。

4、函式有返回值時，系統將隱式地將返回表示式型別轉換為返回值型別，賦值給呼叫函式。

當然，以上情況只是進行了一般的總結，有些細節還沒有提到，比如字元必須先轉換為整數，short必須轉換為int，float型資料在運算時必須轉換為double來提高運算精度等等，有興趣的可以自行去了解學習。

瞭解自動轉換原則後，我們再來看這個微軟面試題

#include<iostream>

using namespace std;

int main(void)

{

  unsigned int i=3;

  cout<<i * -1;

  return 0;

}

問結果會輸出什麼？有人說不是3而應該是12884901885，因為發生了隱式轉換。其實本題的答案是4294967293，哪裡有問題呢？我們一步一步分析，有符號數-1與無符號數3進行算數運算，-1變為無符號數4294967295，再乘3得12884901885。到這裡都沒問題，但是有一點很多人忽略了：那就是無符號數unsigned int只能表示32位，而此時的結果發生了溢位！因此結果是4294967293。

最後，關於本題這裡有一點，因為上述程式碼是C++，大家可以改寫成C語言，用printf來輸出，再看看執行結果，你會有新的發現哦！

好啦，就寫到這裡吧，希望今天的文章對大家的學習有所幫助。

 

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