Что означает unsigned в c
Урок №31. Целочисленные типы данных: short, int и long
Обновл. 11 Сен 2021 |
На этом уроке мы рассмотрим целочисленные типы данных в языке С++, их диапазоны значений, операцию деления, а также переполнение (что это такое и примеры).
Целочисленные типы данных
| Тип | Минимальный размер | |
| Символьный тип данных | char | 1 байт |
| Целочисленный тип данных | short | 2 байта |
| int | 2 байта (но чаще всего 4 байта) | |
| long | 4 байта | |
| long long | 8 байт |
Примечание: Тип char — это особый случай: он является как целочисленным, так и символьным типом данных. Об этом детально мы поговорим на одном из следующих уроков.
Основным различием между целочисленными типами, перечисленными выше, является их размер, чем он больше, тем больше значений сможет хранить переменная этого типа.
Объявление целочисленных переменных
Объявление происходит следующим образом:
Диапазоны значений и знак целочисленных типов данных
Как вы уже знаете из предыдущего урока, переменная с n-ным количеством бит может хранить 2 n возможных значений. Но что это за значения? Это значения, которые находятся в диапазоне. Диапазон — это значения от и до, которые может хранить определенный тип данных. Диапазон целочисленной переменной определяется двумя факторами: её размером (измеряется в битах) и её знаком (который может быть signed или unsigned).
Целочисленный тип signed (со знаком) означает, что переменная может содержать как положительные, так и отрицательные числа. Чтобы объявить переменную как signed, используйте ключевое слово signed :
По умолчанию, ключевое слово signed пишется перед типом данных.
В некоторых случаях мы можем заранее знать, что отрицательные числа в программе использоваться не будут. Это очень часто встречается при использовании переменных для хранения количества или размера чего-либо (например, ваш рост или вес не может быть отрицательным).
Целочисленный тип unsigned (без знака) может содержать только положительные числа. Чтобы объявить переменную как unsigned, используйте ключевое слово unsigned :
1-байтовая целочисленная переменная без знака (unsigned) имеет диапазон значений от 0 до 255.
Обратите внимание, объявление переменной как unsigned означает, что она не сможет содержать отрицательные числа (только положительные).
Теперь, когда вы поняли разницу между signed и unsigned, давайте рассмотрим диапазоны значений разных типов данных:
Для нематематиков: Используем таблицу 🙂
Начинающие программисты иногда путаются между signed и unsigned переменными. Но есть простой способ запомнить их различия. Чем отличается отрицательное число от положительного? Правильно! Минусом спереди. Если минуса нет, значит число — положительное. Следовательно, целочисленный тип со знаком (signed) означает, что минус может присутствовать, т.е. числа могут быть как положительными, так и отрицательными. Целочисленный тип без знака (unsigned) означает, что минус спереди отсутствует, т.е. числа могут быть только положительными.
Что используется по умолчанию: signed или unsigned?
Так что же произойдет, если мы объявим переменную без указания signed или unsigned?
| Тип | По умолчанию | |
| Символьный тип данных | char | signed или unsigned (в большинстве случаев signed) |
| Целочисленный тип данных | short | signed |
| int | signed | |
| long | signed | |
| long long | signed |
Все целочисленные типы данных, кроме char, являются signed по умолчанию. Тип char может быть как signed, так и unsigned (но, обычно, signed).
В большинстве случаев ключевое слово signed не пишется (оно и так используется по умолчанию).
Программисты, как правило, избегают использования целочисленных типов unsigned, если в этом нет особой надобности, так как с переменными unsigned ошибок, по статистике, возникает больше, нежели с переменными signed.
Правило: Используйте целочисленные типы signed, вместо unsigned.
Переполнение
Вопрос: «Что произойдет, если мы попытаемся использовать значение, которое находится вне диапазона значений определенного типа данных?». Ответ: «Переполнение».
Переполнение (англ. «overflow») случается при потере бит из-за того, что переменной не было выделено достаточно памяти для их хранения.
На уроке №28 мы говорили о том, что данные хранятся в бинарном (двоичном) формате и каждый бит может иметь только 2 возможных значения ( 0 или 1 ). Вот как выглядит диапазон чисел от 0 до 15 в десятичной и двоичной системах:
| Десятичная система | Двоичная система |
| 0 | 0 |
| 1 | 1 |
| 2 | 10 |
| 3 | 11 |
| 4 | 100 |
| 5 | 101 |
| 6 | 110 |
| 7 | 111 |
| 8 | 1000 |
| 9 | 1001 |
| 10 | 1010 |
| 11 | 1011 |
| 12 | 1100 |
| 13 | 1101 |
| 14 | 1110 |
| 15 | 1111 |
Как вы можете видеть, чем больше число, тем больше ему требуется бит. Поскольку наши переменные имеют фиксированный размер, то на них накладываются ограничения на количество данных, которые они могут хранить.
Примеры переполнения
Рассмотрим переменную unsigned, которая состоит из 4 бит. Любое из двоичных чисел, перечисленных в таблице выше, поместится внутри этой переменной.
«Но что произойдет, если мы попытаемся присвоить значение, которое занимает больше 4 бит?». Правильно! Переполнение. Наша переменная будет хранить только 4 наименее значимых (те, что справа) бита, все остальные — потеряются.
Например, если мы попытаемся поместить число 21 в нашу 4-битную переменную:
| Десятичная система | Двоичная система |
| 21 | 10101 |
Число 21 занимает 5 бит (10101). 4 бита справа (0101) поместятся в переменную, а крайний левый бит (1) просто потеряется. Т.е. наша переменная будет содержать 0101, что равно 101 (нуль спереди не считается), а это уже число 5, а не 21.
Теперь рассмотрим пример в коде (тип short занимает 16 бит):
Результат выполнения программы:
x was: 65535
x is now: 0
Что случилось? Произошло переполнение, так как мы попытались присвоить переменной x значение больше, чем она способна в себе хранить.
Для тех, кто хочет знать больше: Число 65 535 в двоичной системе счисления представлено как 1111 1111 1111 1111. 65 535 — это наибольшее число, которое может хранить 2-байтовая (16 бит) целочисленная переменная без знака, так как это число использует все 16 бит. Когда мы добавляем 1, то получаем число 65 536. Число 65 536 представлено в двоичной системе как 1 0000 0000 0000 0000, и занимает 17 бит! Следовательно, самый главный бит (которым является 1) теряется, а все 16 бит справа — остаются. Комбинация 0000 0000 0000 0000 соответствует десятичному 0, что и является нашим результатом.
Аналогичным образом, мы получим переполнение, использовав число меньше минимального из диапазона допустимых значений:
Результат выполнения программы:
x was: 0
x is now: 65535
Переполнение приводит к потере информации, а это никогда не приветствуется. Если есть хоть малейшее подозрение или предположение, что значением переменной может быть число, которое находится вне диапазона допустимых значений используемого типа данных — используйте тип данных побольше!
Правило: Никогда не допускайте возникновения переполнения в ваших программах!
Деление целочисленных переменных
В языке C++ при делении двух целых чисел, где результатом является другое целое число, всё довольно предсказуемо:
Но что произойдет, если в результате деления двух целых чисел мы получим дробное число? Например:
В языке C++ при делении целых чисел результатом всегда будет другое целое число. А такие числа не могут иметь дробь (она просто отбрасывается, не округляется!).
Правило: Будьте осторожны при делении целых чисел, так как любая дробная часть всегда отбрасывается.
Поделиться в социальных сетях:
Урок №30. Размер типов данных
Комментариев: 23
Всем доброго времени суток. Появился такой вопрос: для объявления без знакового числа, для плюсов, обязательно писать unsigned int X, есть ли сокращенная форма по типу uint X?
Может проще для запоминания было сказать, что тип signed (со знаком) использует 1 (старший бит в байте для записи этого самого знака и для самого числа остается 7 бит (это в случае 1-го байта, для 2- байт 15 и т.д.) и в 7 битах можно записать число не больше чем 128.
К примеру 10000000 это отрицательный ноль. 🙂 Но такого не бывает.
Для того, чтоб числа имели дробь при делении целых чисел можно приписать ноль после точкой. Например : 8.0/5.0 = 1.6
Только это уже совсем другая история)
Достаточно поставить точку одному из выражений. Например: 8. / 5 или 8 / 5.
Остальное компилятор сам подставит)
Вообще, с «железным» правилом «Никогда не допускайте возникновения переполнения в ваших программах!» — сильно погорячились. Потому что очень часто переполнение как раз помогает создать более простой и быстрый код.
Например, нужно много раз увеличивать переменную на 1 и циклически прокручивать все значения от 0 до 255. Писать условие «если равно 255, то присвоить 0» — совсем не нужно, это произойдёт само при прибавлении 1 к 255, если используется 1-байтовая беззнаковая.
Другой очень частый пример: вычисление разности двух значений миллисекундного таймера, чтобы замерить период времени. 4-байтовая переменная с таким таймером переполняется каждые 49 суток. Если система работает непрерывно, то такое может случаться. Когда считаем разность (новое значение таймера минус старое) — возможен случай, когда новое значение уже переполнилось (снова пошло с нуля), а старое ещё нет (огромное число). Но когда вычисляется разность, тут снова произойдёт переполнение (из-за того, что получилось отрицательное значение), и эти два переполнения оказывают взаимно компенсирующее действие, как будто их не было вообще. И разность всё равно будет верной. И не надо городить никаких хитрых алгоритмов.
Скорее всего это какой-то очень древний подход. Никогда не слышал подобного в универе.
Потому что это относится к числам с плавающей точкой. У них отдельный бит хранит знак. В целочисленных типах такого нигде (или почти нигде) нет.
unsigned используется для экономии памяти, это же очевидно. Если знак действительно не нужен за счет дополнительно освобожденного бита, можно увеличить диапазон значений в 2 раза, что в некоторых случаях позволит использовать более «экономные» типы данных.
Ну так нужно указывать другой тип переменной(не целое число). Тогда будет дробь.
Забавная история, почему этот урок так важен =)
В игре Civilization есть баг с механикой агрессии и миролюбия. Суть такова, что агрессивность цивилизации измерялась по шкале от 1 до 10. Девятки и десятки были у всяких Чингисханов, Монтесум и Сталиных, а у духовного пацифиста Махатмы Ганди была единичка. И ещё были модификаторы — строй «республика» уменьшает агрессивность на 1, «демократия» — на 2. Соответственно, сразу же, как только индусы открывали Демократию, у Ганди становилась агрессивность −1.
А теперь внимание. Эта переменная была однобайтная и строго неотрицательная(unsigned), от 0 до 255. Соответственно, агрессивность Махатмы Ганди становилась равна 255 из 10. Поэтому, построив у себя демократию, Ганди двигался рассудком, клепал ядрёные бомбы и умножал всех на ноль.
Действительно хороший пример 🙂 С unsigned нужно быть аккуратным.
Тип данных unsigned
Тип данных unsigned
Целые переменные без знака описываются и инициализируются совершенно аналогично тому, как это делается в случае обычных целых переменных. Ниже приведено несколько примеров:
unsigned int students;
unsigned short ribs = 6;
Применение данного типа при введении в программу некоторой переменной гарантирует, что она никогда не станет отрицательной. Кроме того, если вы имеете дело только с положительными числами, вы сможете воспользоваться тем, что данные указанного типа могут принимать большие значения, чем данные эквивалентного типа со знаком. Обычно это применяется при адресации памяти и организации счетчиков.
Читайте также
Обработка данных
Обработка данных Подробно тема обработки данных уже обсуждалась в главе 6, а сейчас мы лишь кратко рассмотрим последние модификации в этой области. Сразу отмечу, что расширение возможностей по обработке данных в AS/400 — одно из приоритетных направлений нашей работы.Я уже
Экспорт данных из базы данных Access 2007 в список SharePoint
Экспорт данных из базы данных Access 2007 в список SharePoint Access 2007 позволяет экспортировать таблицу или другой объект базы данных в различных форматах, таких как внешний файл, база данных dBase или Paradox, файл Lotus 1–2–3, рабочая книга Excel 2007, файл Word 2007 RTF, текстовый файл, документ XML
Перемещение данных из базы данных Access 2007 на узел SharePoint
Перемещение данных из базы данных Access 2007 на узел SharePoint Потребности многих приложений Access 2007 превышают простую потребность в управлении и сборе данных. Часто такие приложения используются многими пользователями организации, а значит, имеют повышенные потребности в
18.1. Архивация данных
18.1. Архивация данных Под архивацией данных следует понимать периодическое создание копий файлов, с которыми вы чаще всего работаете, а также настроек личной записи, которую вы используете для входа в операционную систему.О том, что архивация данных ранее не выполнялась,
Спасение данных из поврежденной базы данных
Спасение данных из поврежденной базы данных Возможно, что все вышеприведенные действия не приведут к восстановлению базы данных. Это означает, что база серьезно повреждена и либо совсем не подлежит восстановлению как единое целое, либо для ее восстановления понадобится
Удаление данных с CD-RW
Удаление данных с CD-RW Программа CloneCD не может удалить данные с перезаписываемого компакт-диска непосредственно перед записью, поэтому CD-RW необходимо очистить заранее.1. Вставьте компакт-диск для многократной записи в привод и щелкните мышью на кнопке Стирание CD-RW.
Базы данных
Базы данных 1. В чем заключаются преимущества нового 32-разрядного Borland Database Engine? Новый 32-разрядный Borland Database Engine включает полностью новое ядро запросов, которое было оптимизировано для работы как с удаленными SQL-серверами, так и с локальными данными. 32-разрядный Borland Database
Проверка введенных данных на уровне процессора баз данных
Проверка введенных данных на уровне процессора баз данных Помимо проверки данных во время ввода информации, следует знать о том, что можно также выполнять проверку и на уровне процессора баз данных. Такая проверка обычно более надежна, поскольку применяется независимо
Обновление базы данных с помощью объекта адаптера данных
Обновление базы данных с помощью объекта адаптера данных Адаптеры данных могут не только заполнять для вас таблицы объекта DataSet. Они могут также поддерживать набор объектов основных SQL-команд, используя их для возвращения модифицированных данных обратно в хранилище
Глава 2 Ввод данных. Типы, или форматы, данных
Глава 2 Ввод данных. Типы, или форматы, данных Работа с документами Excel сопряжена с вводом и обработкой различных данных, то есть ин формации, которая может быть текстовой, числовой, финансовой, статистической и т. д. МУЛЬТИМЕДИЙНЫЙ КУРС Методы ввода и обработки данных
Модель данных <> база данных
Модель данных <> база данных Тот «мир», который был получен в процессе описания и анализа, является черновиком для структур ваших данных. Считается, что логическая модель должна описывать отношения и наборы. Обычная ошибка (и западня, присущая всем инструментам CASE) слепо
Наборы данных
Наборы данных Запрос DML определяет логическую совокупность элементов данных, упорядоченных слева направо, из одного или более столбцов, называемую набором. Запрос может ограничивать спецификацию набора одной строкой или же набор может состоять из множества строк. В
Базы данных (классы для работы с базами данных)
Базы данных (классы для работы с базами данных) В MFC включены несколько классов, обеспечивающую поддержку приложений, работающих с базами данных. В первую очередь это классы ориентированные на работу с ODBC драйверами – CDatabase и CRecordSet. Поддерживаются также новые средства для
6.5 Unsigned
6.5 Unsigned Всегда при сочетании целого без знака и обычного целого обычное целое преобразуется к типу unsigned и результат имеет тип unsigned. Значением является наименьшее целое без знака, равное целому со знаком (mod 2**(размер слова)) (т.е. по мдулю 2**(размер слова)). В дополнительном
Переменные
Переменные
П еременные используются для хранения значений (sic!). Переменная характеризуется типом и именем. Начнём с имени. В си переменная может начинаться с подчерка или буквы, но не с числа. Переменная может включать в себя символы английского алфавита, цифры и знак подчёркивания. Переменная не должна совпадать с ключевыми словами (это специальные слова, которые используются в качестве управляющих конструкций, для определения типов и т.п.)
| auto | double | int | struct |
| break | else | long | switch |
| register | typedef | char | extern |
| return | void | case | float |
| unsigned | default | for | signed |
| union | do | if | sizeof |
| volatile | continue | enum | short | while | inline |
А также ряд других слов, специфичных для данной версии компилятора, например far, near, tiny, huge, asm, asm_ и пр.
Типы переменных
Целые
Указанные выше значения характерны для компилятора VC2012 на 32-разрядной машине. Так что, если ваша программа зависит от размера переменной, не поленитесь узнать её размер.
| Тип | Размер, байт | Минимальное значение | Максимальное значение |
|---|---|---|---|
| unsigned char | 1 | 0 | 255 |
| signed char ( char ) | 1 | -128 | 127 |
| unsigned short | 2 | 0 | 65535 |
| signed short ( short ) | 2 | -32768 | 32767 |
| unsigned int ( unsigned ) | 4 | 0 | 4294967296 |
| signed int ( int ) | 4 | -2147483648 | 2147483647 |
| unsigned long | 4 | 0 | 4294967296 |
| signed long ( long ) | 4 | -2147483648 | 2147483647 |
| unsigned long long | 8 | 0 | 18446744073709551615 |
| signed long long ( long long ) | 8 | -9223372036854775808 | 9223372036854775807 |
sizeof
В си есть оператор, который позволяет получить размер переменной в байтах. sizeof переменная, или sizeof(переменная) или sizeof(тип). Это именно оператор, потому что функция не имеет возможности получить информацию о размере типов во время выполнения приложения. Напишем небольшую программу чтобы удостовериться в размерах переменных.
(Я думаю ясно, что переменные могут иметь любое валидное имя). Эту программу можно было написать и проще
В си один и тот же тип может иметь несколько названий
short === short int
long === long int
long long === long long int
unsigned int === unsigned
Типы с плавающей точкой
Переполнение переменных
Си не следит за переполнением переменных. Это значит, что постоянно увеличивая значение, скажем, переменной типа int в конце концов мы «сбросим значение»
Вообще, поведение при переполнении переменной определено только для типа unsigned: Беззнаковое целое сбросит значение. Для остальных типов может произойти что угодно, и если вам необходимо следить за переполнением, делайте это вручную, проверяя аргументы, либо используйте иные способы, зависящие от компилятора и архитектуры процессора.
Постфиксное обозначение типа
Следующий код, однако, не будет приводить к ошибкам, потому что происходит неявное преобразование типа
Шестнадцатеричный и восьмеричный формат
В о время работы с числами можно использовать шестнадцатеричный и восьмеричный формат представления. Числа в шестнадцатиричной системе счисления начинаются с 0x, в восьмеричной системе с нуля. Соответственно, если число начинается с нуля, то в нём не должно быть цифр выше 7:
Экспоненциальная форма представления чисел
Объявление переменных
При объявлении переменной пишется её тип и имя.
Можно объявить несколько переменных одного типа, разделив имена запятой
Здесь объявлены переменные a и b внутри функции main, и переменная z внутри тела цикла. Следующий код вызовет ошибку компиляции
Это связано с тем, что объявление переменной стоит после оператора присваивания. При объявлении переменных можно их сразу инициализировать.
int i = 0;
При этом инициализация при объявлении переменной не считается за отдельный оператор, поэтому следующий код будет работать
Начальное значение переменной
Область видимости переменной
П еременные бывают локальными (объявленными внутри какой-нибудь функции) и глобальными. Глобальная переменная видна всем функциям, объявленным в данном файле. Локальная переменная ограничена своей областью видимости. Когда я говорю, что переменная «видна в каком-то месте», это означает, что в этом месте она определена и её можно использовать. Например, рассмотрим программу, в которой есть глобальная переменная
Будет выведено
foo: 100
bar: 333
Здесь глобальная переменная global видна всем функциям. Но аргумент функции затирает глобальную переменную, поэтому при передаче аргумента 333 выводится локальное значение 333.
Вот другой пример
Программа выведет 555. Также, как и в прошлом случае, локальная переменная «важнее». Переменная, объявленная в некоторой области видимости не видна вне её, например
Этот пример не скомпилируется, потому что переменная y существует только внутри своего блока.
Вот ещё пример, когда переменные, объявленные внутри блока перекрывают друг друга
Программа выведет
30
20
10
Глобальных переменных необходимо избегать. Очень часто можно услышать такое. Давайте попытаемся разобраться, почему. В ваших простых проектах глобальные переменные выглядят вполне нормально. Но представьте, что у вас приложение, которое
Во-первых, глобальная переменная, если она видна всем, может быть изменена любой частью программы. Вы изменили глобальную переменную, хотите её записать, а другая часть программы уже перезаписала в неё другое значение (на самом деле это целый класс проблем, которые возникают в многопоточной среде). Во-вторых, при больших размерах проекта не уследить, кто и когда насоздавал глобальных переменных. В приведённых выше примерах видно, как переменные могут перекрывать друг друга, то же произойдёт и в крупном проекте.
Безусловно, есть ситуации, когда глобальные переменные упрощают программу, но такие ситуации случаются не часто и не в ваших домашних заданиях, так что НЕ СОЗДАВАЙТЕ ГЛОБАЛЬНЫХ ПЕРЕМЕННЫХ!
Переменные могут быть не только целочисленными и с плавающей точкой. Существует множество других типов, которые мы будем изучать в дальнейшем.