Valores sin firmar en C

Tengo el siguiente código:

#include <stdio.h>

int main() {
    unsigned int a = -1;
    int b = -1;
    printf("%x\n", a);
    printf("%x\n", b);

    printf("%d\n", a);
    printf("%d\n", b);

    printf("%u\n", a);
    printf("%u\n", b);
    return 0;
}

La salida es:

ffffffff
ffffffff
-1
-1
4294967295
4294967295

Puedo ver que un valor se interpreta como firmado o sin firmar según el valor pasado a printf función. En ambos casos, los bytes son los mismos (ffffffff). Entonces, ¿cuál es el unsigned palabra para?

Asignar un int -1 a una unsigned: Como -1 no entra en el rango [0...UINT_MAX]múltiplos de UINT_MAX+1 se agregan hasta que la respuesta está dentro del rango. Evidentemente UINT_MAX es pow(2,32)-1 or 429496725 en la máquina de OP entonces a tiene el valor de 4294967295.

unsigned int a = -1;

los "%x", "%u" especificador espera una coincidencia unsigned. Dado que estos no coinciden, “si una especificación de conversión no es válida, el comportamiento no está definido. Si algún argumento no es del tipo correcto para la especificación de conversión correspondiente, el el comportamiento no está definido.” C11 §7.21.6.1 9. El especificador printf no cambia b.

printf("%x\n", b);  // UB
printf("%u\n", b);  // UB

los "%d" especificador espera una coincidencia int. Dado que estos no coinciden, más UB.

printf("%d\n", a);  // UB

Dado un comportamiento indefinido, las conclusiones no son compatibles.

en ambos casos, los bytes son los mismos (ffffffff).

Incluso con el mismo patrón de bits, diferentes tipos pueden tener valores diferentes. ffffffff como un unsigned tiene el valor de 4294967295. Como int, dependiendo de la codificación de enteros con signo, tiene el valor de -1, -2147483647 o TBD. Como un float puede ser un YAYA.

¿Para qué sirve la palabra sin signo?

unsigned almacena un número entero en el rango [0 ... UINT_MAX]. Nunca tiene un valor negativo. Si el código necesita un número no negativo, utilice unsigned. Si el código necesita un número de conteo que puede ser +, – o 0, use int.

Actualización: para evitar una advertencia del compilador sobre la asignación de un firmado int para unsigned, utilice el siguiente. Esto es un unsigned 1u siendo negado – que está bien definido como arriba. El efecto es el mismo que un -1pero transmite al compilador intenciones directas.

unsigned int a = -1u;

Teniendo unsigned en la declaración de variables es más útil para los propios programadores; no trate las variables como negativas. Como habrás notado, ambos -1 y 4294967295 tienen exactamente la misma representación de bits para un entero de 4 bytes. Se trata de cómo quieres tratar o ver ellos.

La declaración unsigned int a = -1; se está convirtiendo -1 en complemento a dos y asignando la representación de bits en a. los printf() especificador x, d y u están mostrando cómo la representación de bits almacenada en la variable a parece en otro formato.

Cuando inicializas unsigned int a to -1; significa que usted está almacenando el 2's complemento de -1 en la memoria de a.
que no es más que 0xffffffff o 4294967295.

Por lo tanto, cuando lo imprimes usando %x or %u especificador de formato obtienes esa salida.

Especificando el signo de una variable para decidir el límite mínimo y máximo de valor que se puede almacenar.

como con unsigned int: el rango es de 0 to 4,294,967,295 y int: el rango es de -2,147,483,648 to 2,147,483,647

Para obtener más información sobre la firma, consulte esta

En el hexadecimal no puede obtener un valor negativo. Entonces lo muestra como ffffffff.

La ventaja de usar la versión sin firmar (cuando sabe que los valores contenidos no serán negativos) es que a veces la computadora detectará errores por usted (el programa “choque” cuando una valor negativo se asigna a la variable).