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一　有符号整型与无符号整型

（一）存储空间

  长整型、基本整型、短整型分别在内存中占据不同的字节数。在64位系统中，长整型和基本整型占据4个字节（32位），短整型占据2个字节（16位）。

  为了节约内存空间，在定义整型变量时建议采用占据字节数尽可能小的类型。

（二）符号位 原码、反码、补码

  在不加修饰的条件下，计算机默认整型为有符号整型。对于有符号整型而言，其对应二进制数的最高位是符号位，并且0表示正数，1表示负数。
  二进制数的表示方法分为3种：原码、反码、补码。计算机总是以补码的形式存储数。对于正数而言，原码、反码、补码均相同，三者均表示数的真值。对于负数而言，原码除符号位以外的位表示绝对值，反码是对原码除符号位以外的位取反的结果，补码是反码加1的结果。如下例：

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#include <stdio.h>
int main()
{
    int e = 0;
    int f = ~e;
    printf("有符号数int：%d\n", f); //结果是 有符号数int：-1
}

  在64位系统中，基本整型占据4个字节，因此变量e被赋值0后在内存中存储了32位0。按位取反后，32位0变为32位1。32位1的符号位是1，表示其为负数，其原码最高位（符号位）和最低位为1，其余位为0，所以真值为-1。

为什么计算机要使用补码来存储负数？
  从原理上而言，加法和减法要依靠不同的电路实现，如果能将减法运算转化为加法运算，就能简化电路。同时，如果使用原码进行含负数的加法运算，其结果总是错误的。例如(-2) + 1 = 1000 0010 + 0000 0001 = 1000 0011 = -3（错误）。
  计算机中的计数是可溢出的。譬如对1字节而言，有符号数的最大值是0111 1111，即127，再加1将溢出，使得最高位同时表示数值和符号，结果是1000 0000，为负数的补码；其原码为1000 0000（最高位仍然同时表示数值和符号），即-128。
  一周共7天，周四至周六的计算可以是+2，也可以是-5，甚至可以是+9，-12，+17，-19等，这样的计算都是等价的，意味着对于可溢出系统而言，总能够使用加法代替减法运算。设可溢出系统的模为N（例如这里是7），那么加数和减数的和始终为N，这样的关系称为补数。
  类似地，对于1字节而言，其模是1 0000 0000，若计算(-2) + 1，那么首先将-2转化为其补数。先取-2的绝对值2，然后用模减之，即1 0000 0000 - 0000 0010 = 1111 1110。因此(-2) + 1 = 1111 1110 + 0000 0001 = 1111 1111(补) = -1（正确）。

（三）有符号整型与无符号整型的定义和区别

  不加修饰时，系统默认整型为有符号整型。无符号整型的表达在常量中为后缀U或u，在变量中则加关键字unsigned。它们的区别在于有符号整型的最高位是符号位，其余位表示数值，1字节的有符号整型的取值范围是[-128,127]；无符号整型每一位都表示数值，1字节的无符号整型的取值范围是[0,255]。

二　格式化输出十进制整型

  在变量中，整型分为长整型、基本整型和短整型，它们各自又分为有符号整型和无符号整型。每一种类型都有各自的格式控制字符串。就十进制而言，它们的格式控制字符串如表T1所示。

整型类型 格式控制字符串
有符号长整型 "%ld"
无符号长整型 "%lu"
有符号基本整型 "%d"
无符号基本整型 "%u"
有符号短整型 "%hd"
无符号短整型 "%hu"

T1.十进制整型的格式控制字符串

  以下就有/无符号基本/短整型为例，形象地体现了它们的区别。

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#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("以下执行对0取反的操作：\n");

    unsigned int a = 0;                     //4字节，32位
    unsigned int b = ~a;
    printf("无符号数int：%u\n", b);           //结果是 无符号数int：4294967295
    //printf("%d\n", b);                    //结果是 -1

    unsigned short c = 0;                   //2字节，16位
    unsigned short d = ~c;
    printf("无符号数short：%hu\n", d);        //结果是 无符号数short：65535
    //printf("%hd\n", d);                   //结果是 -1

    printf("\n以下是参照：\n");

    int e = 0;
    int f = ~e;
    printf("有符号数int：%d\n", f);           //结果是 有符号数int：-1

    short g = 0;
    short h = ~g;
    printf("有符号数short：%hd\n", h);        //结果是 有符号数short：-1
}