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一段代码的疑问（1）——unsigned与signed

2024-07-17 13:29:08   222人阅读

现象：

先来看一段代码：


这段代码的输出结果是：

-84

4294967264

分析：

xiaoqiang@dev:~/cpp$ g++ -g c212.cc -o temp
xiaoqiang@dev:~/cpp$ ls
c143.cc  c144.cc  c212.cc  temp
可以看到多出一个temp文件
xiaoqiang@dev:~/cpp$ gdb temp
GNU gdb (Ubuntu/Linaro 7.4-2012.04-0ubuntu2.1) 7.4-2012.04
Copyright (C) 2012 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.  Type "show copying"
and "show warranty" for details.
This GDB was configured as "x86_64-linux-gnu".
For bug reporting instructions, please see:
<http://bugs.launchpad.net/gdb-linaro/>...
Reading symbols from /home/xiaoqiang/cpp/temp...done.
(gdb) list
1       #include <iostream>
2
(gdb) b 6
Breakpoint 1 at 0x4007ea: file c212.cc, line 6.

3       int main(){4               unsigned u = 10;5               int i = -42;6               std::cout << i + i << std::endl;7               std::cout << u + i << std::endl;8               return 0;9       }(gdb)
进入到gdb调试模式我们来看个究竟
(gdb) b 6
Breakpoint 1 at 0x4007ea: file c212.cc, line 6.
开始运行，就会发现程序停在了第6行
(gdb) r
Starting program: /home/xiaoqiang/cpp/temp 
warning: no loadable sections found in added symbol-file system-supplied DSO at 0x7ffff7ffa000

Breakpoint 1, main () at c212.cc:6
6               std::cout << i + i << std::endl;
(gdb)
我们来看看i的二进制值是多少
(gdb) print /t i
$1 = 11111111111111111111111111010110
在使用unsigned int 和 int类型变量运算的时候，首先会将int类型转换成（看成）unsigned int类型，上面两个值在内存中相加为：
11111111  11111111  11111111  01100000
十六进制为 FFFFFFE0
十进制为4294967264

练习：

看一下下面代码猜一下最终输出结果：
xiaoqiang@dev:~/cpp$ gdb temp
GNU gdb (Ubuntu/Linaro 7.4-2012.04-0ubuntu2.1) 7.4-2012.04
Copyright (C) 2012 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.  Type "show copying"
and "show warranty" for details.
This GDB was configured as "x86_64-linux-gnu".
For bug reporting instructions, please see:
<http://bugs.launchpad.net/gdb-linaro/>...
Reading symbols from /home/xiaoqiang/cpp/temp...done.
(gdb) list
1       #include <iostream>
2
3       int main(){
4               unsigned u1 = 42, u2 = 10;
5               std::cout << u1 - u2 << std::endl;
6               std::cout << u2 - u1 << std::endl;
7               return 0;
8       }
(gdb)
看一下u1和u2的二进制表示
Breakpoint 1, main () at c213.cc:5
5               std::cout << u1 - u2 << std::endl;
(gdb) next
32
6               std::cout << u2 - u1 << std::endl;
(gdb) next
4294967264
7               return 0;
(gdb) print /t u2
$2 = 1010
(gdb) print /t u1
$3 = 101010
(gdb)
差值为11111111  111111111  11111111  11100000
如果以unsigned int 类型显示则是 4294967264，如果以int类型显示（有符号）则为-32.

相关知识：

1、什么是GDB
GDB是GNU开源组织发布的一个强大的UNIX下的程序调试工具。或许，各位比较喜欢那种图形界面方式的，像VC、BCB等IDE的调试，但如果你是在 UNIX平台下做软件，你会发现GDB这个调试工具有比VC、BCB的图形化调试器更强大的功能。所谓“寸有所长，尺有所短”就是这个道理。
2、GDB的基本命令
编译时必须加上参数-g ,例:g++ -g temp.cpp -o temp.通过Gcc编译生成可执行文件才能用Gdb进行调试。进入gdb界面:gdb temp. 提示符变成（gdb）
（1）查看文件
在Gdb中键入”l”（list）就可以查看所载入的文件
（2）设置断点
只需在”b”后加入对应的行号即可（这是最常用的方式，另外还有其他方式设置断点）。如下所示：
(gdb)b 6
代码运行到第五行之前暂停（并没有运行第五行）。
（3）查看断点情况
(Gdb) info b
（4）运行代码
Gdb默认从首行开始运行代码，可键入”r”（run）即可（若想从程序中指定行开始运行，可在r后面加上行号）。
（5）查看变量值
查看断点处的相关变量值。在Gdb中只需键入”p”＋变量值即可，如下所示：
(Gdb) p n
Gdb在显示变量值时都会在对应值之前加上”$N”标记，它是当前变量值的引用标记，所以以后若想再次引用此变量就可以直接写作”$N”，而无需写冗长的变量名。
（6）单步运行
使用命令”n”（next）或”s”（step），它们之间的区别在于：若有函数调用的时候，”s”会进入该函数而”n”不会进入该函数。因此，”s”就类似于VC等工具中的”step in”，”n”类似与VC等工具中的”step over”。
（7）恢复程序运行
使用命令”c”（continue）.
在Gdb中，程序的运行状态有“运行”、“暂停”和“停止”三种，其中“暂停”状态为程序遇到了断点或观察点之类的，程序暂时停止运行，而此时函数的地址、函数参数、函数内的局部变量都会被压入“栈”（Stack）中。故在这种状态下可以查看函数的变量值等各种属性。但在函数处于“停止”状态之后，“栈”就会自动撤销，它也就无法查看各种信息了。
（8）查看数据
print  variable        查看变量
print  *array@len      查看数组（array是数组指针，len是需要数据长度）
可以通过添加参数来设置输出格式：
/x 按十六进制格式显示变量。
 /d 按十进制格式显示变量。
/u 按十六进制格式显示无符号整型。
/o 按八进制格式显示变量。
/t 按二进制格式显示变量。 
/a 按十六进制格式显示变量。
/c 按字符格式显示变量。
/f 按浮点数格式显示变量。


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