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有符号数和无符号数------c++程序设计原理与实践(进阶篇)

时间:2017-11-18 01:14:41      阅读:272      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:大致   tor   转换   cout   容器   改进   最大   大整数   str   

有符号数与无符号数的程序设计原则:

  • 当需要表示数值时,使用有符号数(如 int)。
  • 当需要表示位集合时,使用无符号数(如unsigned int)。

有符号数和无符号数混合运算有可能会带来灾难性的后果。例如:

vector<int> v;
for(int i=0;i<v.size();++i)cout<<v[i]<<‘\n‘;

易实现版本:

unsigned char max=160;    //非常大
for(signed char i=0;i<max;i++)cout<<int(i)<<‘\n‘;

  循环变量i可能会溢出,即,v.size()有可能比最大的有符号数int值还要大。当i的值增大到有符号数int所能代表的最大正数(如,int为16位宽度,此值为215-1)时,下一次增1运算不会得到更大的整型值,而会得到一个负数。因此循环永远也不会停止!每当我们到达最大整数时,接着就会从最小负int值重新开始。因此如果v.size()的值为32*1024或者更大,循环变量为16位int型的话,这个循环就是一个(可能非常严重的)bug。如果循环变量是32位int型的话,当v.size()的值大于等于2*1024*1024*1024时就会出现同样的问题。

  为了避免这个问题,我们可以使用vector提供的size_tupe或者是迭代器:

for(vector<int>::size_type i=0;i<v.size();++i)cout<<v[i]<<‘\n‘;
for(vector<int>::iterator p=v.begin();p!=v.end();++p)cout<<*p<<‘\n‘;
for(int x:v)cout<<x<<‘\n‘;

  size_tupe确保是无符号的,因此,第一种形式(使用无符号数)与int型循环变量的版本相比,多出一个二进制位来表示循环变量的数值(而不是符号)。这个改进很重要,但终究只是多出一位来表示循环的范围(循环次数多出一倍)。而使用迭代器的版本就不存在这个限制。

  大致来说,我们有两个原因将无符号数当作整数来使用,而不是简单作为一组二进制位(即,不使用+、-、*和/);

  • 有更多的二进制位来表示数值,从而获得更高的精度。
  • 用来表示逻辑属性,其值不能是负数。

前者就是我们刚刚看到的,使用无符号循环变量带来的效果。

  混合使用有符号数和无符号数的问题在于,在c++中,两者转换的方式很奇怪,而且难以记忆。例如:

unsigned int ui=-1;
int si=ui;
int si2=ui+2;
unsigned ui2=ui+2;

  输出结果:

4294967295
-1
1
1

不推荐为获得一个额外的二进制位的精度而是要无符号数。

标准库容器的下标都是无符号数。

 

c++程序设计原理与实践(进阶篇)

有符号数和无符号数------c++程序设计原理与实践(进阶篇)

标签:大致   tor   转换   cout   容器   改进   最大   大整数   str   

原文地址:http://www.cnblogs.com/goudanli/p/7854135.html

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