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关于 unsigned 型变量在计算过程中发生的事情

运行环境:CentOS release 5.8 (Final)

 

#include<stdio.h>#include<iostream>using namespace std;int main(){        unsigned short u = 10;         unsigned int n = 0;                    //Style left:        // u = u - 11;        // n = u;        //Style right:        n = u - 11 ;        cout<<"n=="<<n<<endl;        return 0;}

 

运行结果:

 

Style left :

$ ./a.out

n==65535

 

Style right :

$ ./a.out

n==4294967295

 

下面是分别对这两种方式的汇编:

unsigned 变量先减(sub),后赋值给n                                                                      unsigned 变量先扩展,后进行减运算,最后赋值给非 unsigned 变量

分析

 

注:movzx,汇编语言数据传送指令MOV的变体。无符号扩展,并传送。

movzx 主要作用是,把一个变量进行编译器扩展,放到寄存器eax

 

1个二进制位称为1个bit(比特位)                   1 bit

8个bit称为1个Byte(字节)                              1 Byte == 8 bit

2个Byte就是1个 Word(机器字)                    1 Word == 2 Byte

2个Word就是1个 DWord(机器双字)           1 DWord == 2 Word

 

WORD 表示2个字节,即 sizeof(unsigned short)。unsigned short 表示的范围:[0, 65536)

DWORD 表示4个字节,sizeof(unsigned int)。unsigned int 表示的范围:[0, 4294967296)

 

(一)左侧的方式:先运算后赋值分两步进

//Style left: u = u - 11; n = u;

对应的汇编为:

sub      WORD PTR [ ebp-0xc ], 0xbmovzx    DOWRD PTR [ ebp-0x8 ], eax

【解释】:

因为第一步是对 unsigned 变量 u 进行自减,所以此时不需要进行编译器扩展

10 – 11 得到值为 -1,即 0xffff (unsigned short 能表示的最大范围就是4个f)。

第二步涉及到了赋值操作,

编译器要会赋值之前,先对赋值操作符=右侧的表达式进行编译器扩展:

将 0xffff 扩展为 0x0000ffff,然后接受赋值的变量是一个 DWORD,

根据 DWORD 的长度对扩展的值进行截取,DWORD 长度刚好能接受 0x0000ffff,

转换成 10 进制即为 65535

 

【结论】:

编译器先进行计算后,按 WORD 进行扩展,所以得到的是 WORD 范围的最大值(65535)

 

(二)右侧的方式:运算和赋值合为一步进行

//Style right:n = u - 11 ;

对应的汇编为:

movzx eax, WORD PTR [ ebp-0xc ]sub   eax, 0xb

由于赋值符右侧的表示范围和传进去的变量不是一种类型,编译器先对赋值符=右侧的值进行扩展,

10 – 11 == -1,编译器扩展为 0x0000ffffffff(只能扩展到DWORD?)

右侧的 DWORD 接收后,转换为 10 进制即为 4294967295

 

【结论】:

编译器先进行计算后,按 DWORD 进行扩展,所以得到的是 DWORD 范围的最大值(4294967295)

关于 unsigned 型变量在计算过程中发生的事情