在 C 中將負值賦給無符號整數變數時會發生什麼事？

將負值賦給無符號變數：揭開謎底

程式設計師將負值賦給無符號變數的潛在結果感到好奇，開始了在一個實驗上。將負值 -5 分配給名為 nVal 的無符號整數變數後，他們對編譯器沒有錯誤感到驚訝。然而，執行程式卻發現了一個意想不到的結果 - nVal 具有一個特殊的值。

為了尋求解釋，程式設計師深入研究了 C 標準。第 4.7 節 conv.integral 關於從有符號整數類型的轉換提供了見解。根據標準，如果目標類型是無符號的，“結果值是與源整數一致的最小無符號整數（模2ⁿ，其中n 是用於表示無符號類型的位數） ."

本質上，這意味著對於非補碼架構（例如，有符號數、補碼），轉換為無符號的行為就像使用了補碼一樣。此外，重複加或減 2ⁿ 直到值落在無符號類型的範圍內，在數學上相當於 2 的補碼符號擴展或截斷。

具體來說，對於2 的補碼，位元模式保持不變，因為添加2ⁿ 會抵消任何更改：低n 位2ⁿ 都是零。這個屬性使得 2 的補碼加法/減法相當於無符號位元運算，因此具有特殊地位。

值得注意的是，從浮點到無符號整數的轉換是不同的。在這種情況下，負值或超出無符號類型範圍的值會導致未定義的行為。只有有符號整數到無符號整數的轉換才採用模歸約。

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