无符号字符的减法运算

Posted 2023-02-16

【中文标题】无符号字符的减法运算

【英文标题】：Subtraction operation on unsigned char

【发布时间】：2014-01-29 04:18:45

【问题描述】：

我对 unsigned char 很好奇。我对 unsigned char 很好奇。我不小心对 unsigned char 进行了减法运算。我知道我不应该这样做。但我有点好奇一个特定的答案是怎么来的。任何人都可以在位级别上解释这一点吗？

unsigned char x = 150;
unsigned char y = 229;

unsigned char z = x - y;

最后我在调试过程中得到了 177 的 z

我在 Visual Studio 2008 中运行此代码。

【问题讨论】：

您确定您的代码中z 的类型是int，而不是unsigned char？如果是，请发布一个完整且可编译的示例来重现结果。

对不起，它是无符号字符。

【参考方案1】：

声明为无符号的无符号整数应遵守算术模 2^n 的定律，其中 n 是数字 该特定整数大小的值表示中的位数。

（C++11 标准，3.9.1.5）

在大多数平台上，unsigned char 是 8 位，因此结果是 150 - 229 mod 256 = -79 mod 256 = 177。

【参考方案2】：

是的，如果你从150 中减去229，你最终会得到-79。但是，由于目标限制在0..255 范围内（假设为 8 位），因此它会环绕以确保保持该范围。因此，您基本上将256 添加到-79 以结束177。

换句话说，9 - 10 会给你一个有符号值的-1，实际上给你一个 8 位的unsigned char 的255。同样，9 - 11 会给你254。

这与加法没有什么不同，255 + 7 给你6，因为它在255 之后回绕到0。

现在，规则比那个规则稍微复杂一点，因为可以将值提升为更大的数据类型，然后进行减法运算，然后截断结果。但是在数学上第一段是正确的。

【讨论】：

只有当z 的类型是unsigned char 时，你的推理才有效。最后一部分是完全错误的，算术运算符的操作数在执行算术运算之前进行整数提升。 Here's an example 这是如何工作的。

事实证明，z 毕竟是unsigned char，所以你答案的第一部分是正确的。最后一段仍然是错误的，因为积分促销仍然适用。算术运算符不会对小于int 的任何东西进行运算。在实践中，编译器可能会看到结果被放入 unsigned char 并且不执行提升，假设操作在 chars 上更有效。