C语言signed关键字的详细使用

C语言是一种广泛使用的编程语言，它提供了多种数据类型，用于存储不同范围和精度的数值。其中，整数类型是最常用的一种，它可以表示正数、负数和零。C语言中的整数类型有两种：有符号整数和无符号整数。有符号整数可以表示正数、负数和零，而无符号整数只能表示正数和零。那么，如何在C语言中区分有符号整数和无符号整数呢？这就需要用到signed和unsigned这两个关键字。

signed关键字的作用

signed是一个修饰符，它用于指定一个整数类型是有符号的，也就是说，它可以表示正数、负数和零。C语言中的有符号整数类型有四种：signed char，signed short，signed int和signed long。它们的取值范围和精度取决于编译器和平台的实现，但一般来说，它们遵循以下规则：

• signed char的取值范围是-128到127，占用1个字节（8位）的存储空间。
• signed short的取值范围是-32768到32767，占用2个字节（16位）的存储空间。
• signed int的取值范围是-2147483648到2147483647，占用4个字节（32位）的存储空间。
• signed long的取值范围是-9223372036854775808到9223372036854775807，占用8个字节（64位）的存储空间。

有符号整数的表示方法是采用二进制补码，也就是说，最高位（最左边的一位）是符号位，用于表示正负，0表示正，1表示负。其余的位是数值位，用于表示数值的大小。例如，以下是一些有符号整数的二进制补码表示：

• 42的二进制补码是00000000 00000000 00000000 00101010，符号位是0，表示正数，数值位是101010，表示42。
• -42的二进制补码是11111111 11111111 11111111 11010110，符号位是1，表示负数，数值位是101010的按位取反加一，也就是010101的取反是101010，再加一是101011，表示-42。
• 0的二进制补码是00000000 00000000 00000000 00000000，符号位是0，表示正数，数值位是全0，表示0。
• -128的二进制补码是10000000，符号位是1，表示负数，数值位是全0，表示-128。

signed关键字的使用

在C语言中，如果没有显式地使用signed或unsigned修饰一个整数类型，那么默认情况下，它是有符号的。也就是说，char，short，int和long都等同于signed char，signed short，signed int和signed long。因此，使用signed关键字是可选的，但有时候为了代码的清晰和一致，也可以显式地使用它。例如，以下是一些使用signed关键字的例子：

// 声明一个有符号字符变量，取值范围是-128到127
signed char c = 'A';

// 声明一个有符号短整数变量，取值范围是-32768到32767
signed short s = -12345;

// 声明一个有符号整数变量，取值范围是-2147483648到2147483647
signed int i = 42;

// 声明一个有符号长整数变量，取值范围是-9223372036854775808到9223372036854775807
signed long l = 9223372036854775807;

signed关键字的注意事项

使用signed关键字时，需要注意以下几点：

• signed关键字只能用于修饰整数类型，不能用于修饰浮点类型或其他类型。浮点类型默认就是有符号的，也没有unsigned关键字可以修饰它们。
• signed关键字不能和unsigned关键字同时使用，这会造成语法错误。如果想要表示无符号整数，只需要使用unsigned关键字即可。
• signed关键字不能和const，volatile或static等其他修饰符混用，这会造成语义错误。如果想要表示一个常量，易变量或静态变量，只需要在signed关键字之前或之后使用相应的修饰符即可。
• signed关键字的作用范围是整个声明语句，也就是说，如果在一个声明语句中有多个变量，那么signed关键字会作用于所有的变量，除非有unsigned关键字覆盖它。例如，以下的声明语句中，a和b都是有符号整数，而c和d都是无符号整数：

signed int a, b, unsigned c, d;

• 使用signed关键字时，需要注意溢出的问题。当一个有符号整数的数值超过了它的取值范围时，就会发生溢出，导致数值的变化或错误。例如，以下的代码中，a和b都是有符号整数，但是它们的和超过了有符号整数的最大值，导致溢出，结果是一个负数：

signed int a = 2147483647;
signed int b = 1;
signed int c = a + b; // 溢出，c的值是-2147483648

总结

本文介绍了C语言中的signed关键字，它用于指定一个整数类型是有符号的，也就是说，它可以表示正数、负数和零。C语言中的有符号整数类型有四种：signed char，signed short，signed int和signed long。它们的取值范围和精度取决于编译器和平台的实现，但一般来说，它们遵循一定的规则。有符号整数的表示方法是采用二进制补码，也就是说，最高位是符号位，用于表示正负，其余的位是数值位，用于表示数值的大小。在C语言中，如果没有显式地使用signed或unsigned修饰一个整数类型，那么默认情况下，它是有符号的。使用signed关键字是可选的，但有时候为了代码的清晰和一致，也可以显式地使用它。使用signed关键字时，需要注意一些语法和语义的规则，以及溢出的问题。

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