c++ - 将 unsigned [char, short, int, long] 转换为 double 的结果不一致

Question

#include <stdio.h>

int main(int argc, char* argv[]) {
  unsigned char c = 10;
  unsigned short d = 10;
  unsigned int e = 10;
  unsigned long f = 10;
  double g = -c;
  double h = -d;
  double i = -e;
  double j = -f;
  printf("%d %lf\n", c, g);
  printf("%u %lf\n", d, h);
  printf("%u %lf\n", e, i);
  printf("%lu %lf\n", f, j);
}

给出输出

10 -10.000000
10 -10.000000
10 4294967286.000000
10 18446744073709551616.000000

为什么结果不一致，对某些类型产生 -10 而对其他类型产生巨大的值？

Answer 1

一元 - 运算符的操作数被提升；比 int 窄的类型被提升为 int 或 unsigned int。

由于 (signed) int 可以保存所有可以由 unsigned char 表示的值，因此值 (unsigned char)10被提升为 signed int 值 10。取反会得到(带符号的)int 值 -10，然后将其转换为 double。

unsigned int 不会“提升”为 int，因为 int 不能保存所有值。所以表达式 -e 应用了 unsigned int 取反运算符，这显然不能产生负值。结果是 UINT_MAX + 1 - 10，在您的系统上是 4294967286。转换为 double 会产生您看到的值。

同样，unsigned long 未被提升，因此 -f 产生 ULONG_MAX + 1 - 10，当转换为 double 产生 18446744073709551606 (2⁶⁴-10)(显然你的系统有 64 位 long 和 unsigned long)。将该值转换为 double 会损失一些精度，从而生成您看到的值。

除了提升规则之外，重要的是要记住 C 表达式的类型(几乎总是)不受它出现的上下文的影响。 -f 产生相同值和类型的结果，无论它分配给什么。