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在數(shù)學(xué)中，數(shù)字有正負(fù)之分。在C語言中也是一樣，short、int、long 都可以帶上正負(fù)號，例如：
//負(fù)數(shù) short a1 = -10; short a2 = -0x2dc9; //十六進制 //正數(shù) int b1 = +10; int b2 = +0174; //八進制 int b3 = 22910; //負(fù)數(shù)和正數(shù)相加 long c = (-9) + (+12);
如果不帶正負(fù)號，默認(rèn)就是正數(shù)。
符號也是數(shù)字的一部分，也要在內(nèi)存中體現(xiàn)出來。符號只有正負(fù)兩種情況，用1位（Bit）就足以表示；C語言規(guī)定，把內(nèi)存的最高位作為符號位。以 int 為例，它占用 32 位的內(nèi)存，0~30 位表示數(shù)值，31 位表示正負(fù)號。如下圖所示：
在編程語言中，計數(shù)往往是從0開始，例如字符串 "abc123"，我們稱第 0 個字符是 a，第 1 個字符是 b，第 5 個字符是 3。這和我們平時從 1 開始計數(shù)的習(xí)慣不一樣，大家要慢慢適應(yīng)，培養(yǎng)編程思維。
C語言規(guī)定，在符號位中，用 0 表示正數(shù)，用 1 表示負(fù)數(shù)。例如 int 類型的 -10 和 +16 在內(nèi)存中的表示如下：
short、int 和 long 類型默認(rèn)都是帶符號位的，符號位以外的內(nèi)存才是數(shù)值位。如果只考慮正數(shù)，那么各種類型能表示的數(shù)值范圍（取值范圍）就比原來小了一半。
但是在很多情況下，我們非常確定某個數(shù)字只能是正數(shù)，比如班級學(xué)生的人數(shù)、字符串的長度、內(nèi)存地址等，這個時候符號位就是多余的了，就不如刪掉符號位，把所有的位都用來存儲數(shù)值，這樣能表示的數(shù)值范圍更大（大一倍）。
C語言允許我們這樣做，如果不希望設(shè)置符號位，可以在數(shù)據(jù)類型前面加上 unsigned 關(guān)鍵字，例如：
unsigned short a = 12; unsigned int b = 1002; unsigned long c = 9892320;
這樣，short、int、long 中就沒有符號位了，所有的位都用來表示數(shù)值，正數(shù)的取值范圍更大了。這也意味著，使用了 unsigned 后只能表示正數(shù)，不能再表示負(fù)數(shù)了。
如果將一個數(shù)字分為符號和數(shù)值兩部分，那么不加 unsigned 的數(shù)字稱為有符號數(shù)，能表示正數(shù)和負(fù)數(shù)，加了 unsigned 的數(shù)字稱為無符號數(shù)，只能表示正數(shù)。
請讀者注意一個小細節(jié)，如果是unsigned int類型，那么可以省略 int ，只寫 unsigned，例如：
unsigned n = 100;
它等價于：
unsigned int n = 100;
無符號數(shù)可以以八進制、十進制和十六進制的形式輸出，它們對應(yīng)的格式控制符分別為：
| unsigned short | unsigned int | unsigned long | |
|---|---|---|---|
| 八進制 | %ho | %o | %lo |
| 十進制 | %hu | %u | %lu |
| 十六進制 | %hx 或者 %hX | %x 或者 %X | %lx 或者 %lX |
上節(jié)我們也講到了不同進制形式的輸出，但是上節(jié)我們還沒有講到正負(fù)數(shù)，所以也沒有關(guān)心這一點，只是“籠統(tǒng)”地介紹了一遍，F(xiàn)在本節(jié)已經(jīng)講到了正負(fù)數(shù)，那我們就再深入地說一下。
嚴(yán)格來說，格式控制符和整數(shù)的符號是緊密相關(guān)的，具體就是：
那么，如何以八進制和十六進制形式輸出有符號數(shù)呢？很遺憾，printf 并不支持，也沒有對應(yīng)的格式控制符。在實際開發(fā)中，也基本沒有“輸出負(fù)的八進制數(shù)或者十六進制數(shù)”這樣的需求，我想可能正是因為這一點，printf 才沒有提供對應(yīng)的格式控制符。
下表全面地總結(jié)了不同類型的整數(shù)，以不同進制的形式輸出時對應(yīng)的格式控制符（--表示沒有對應(yīng)的格式控制符）。
| short | int | long | unsigned short | unsigned int | unsigned long | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 八進制 | -- | -- | -- | %ho | %o | %lo |
| 十進制 | %hd | %d | %ld | %hu | %u | %lu |
| 十六進制 | -- | -- | -- | %hx 或者 %hX | %x 或者 %X | %lx 或者 %lX |
有讀者可能會問，上節(jié)我們也使用 %o 和 %x 來輸出有符號數(shù)了，為什么沒有發(fā)生錯誤呢？這是因為：
對于一個有符號的正數(shù)，它的符號位是 0，當(dāng)按照無符號數(shù)的形式讀取時，符號位就變成了數(shù)值位，但是該位恰好是 0 而不是 1，所以對數(shù)值不會產(chǎn)生影響，這就好比在一個數(shù)字前面加 0，有多少個 0 都不會影響數(shù)字的值。
如果對一個有符號的負(fù)數(shù)使用 %o 或者 %x 輸出，那么結(jié)果就會大相徑庭，讀者可以親試。
可以說，“有符號正數(shù)的最高位是 0”這個巧合才使得 %o 和 %x 輸出有符號數(shù)時不會出錯。
再次強調(diào)，不管是以 %o、%u、%x 輸出有符號數(shù)，還是以 %d 輸出無符號數(shù)，編譯器都不會報錯，只是對內(nèi)存的解釋不同了。%o、%d、%u、%x 這些格式控制符不會關(guān)心數(shù)字在定義時到底是有符號的還是無符號的：
說得再直接一些，我管你在定義時是有符號數(shù)還是無符號數(shù)呢，我只關(guān)心內(nèi)存，有符號數(shù)也可以按照無符號數(shù)輸出，無符號數(shù)也可以按照有符號數(shù)輸出，至于輸出結(jié)果對不對，那我就不管了，你自己承擔(dān)風(fēng)險。
下面的代碼進行了全面的演示：
運行結(jié)果：
a=0100, b=0xffffffff, c=720
m=-1, n=-2147483648, p=100
對于絕大多數(shù)初學(xué)者來說，b、m、n 的輸出結(jié)果看起來非常奇怪，甚至不能理解。按照一般的推理，b、m、n 這三個整數(shù)在內(nèi)存中的存儲形式分別是：
當(dāng)以 %x 輸出 b 時，結(jié)果應(yīng)該是 0x80000001；當(dāng)以 %hd、%d 輸出 m、n 時，結(jié)果應(yīng)該分別是 -7fff、-0。但是實際的輸出結(jié)果和我們推理的結(jié)果卻大相徑庭，這是為什么呢？
注意，-7fff 是十六進制形式。%d 本來應(yīng)該輸出十進制，這里只是為了看起來方便，才改為十六進制。
其實這跟整數(shù)在內(nèi)存中的存儲形式以及讀取方式有關(guān)。b 是一個有符號的負(fù)數(shù)，它在內(nèi)存中并不是像上圖演示的那樣存儲，而是要經(jīng)過一定的轉(zhuǎn)換才能寫入內(nèi)存；m、n 的內(nèi)存雖然沒有錯誤，但是當(dāng)以 %d 輸出時，并不是原樣輸出，而是有一個逆向的轉(zhuǎn)換過程（和存儲時的轉(zhuǎn)換過程恰好相反）。
也就是說，整數(shù)在寫入內(nèi)存之前可能會發(fā)生轉(zhuǎn)換，在讀取時也可能會發(fā)生轉(zhuǎn)換，而我們沒有考慮這種轉(zhuǎn)換，所以才會導(dǎo)致推理錯誤。
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