关于无符号类型的坑

前言#

国家结束了又到了上班一天，刚好无心敲代码，就把国庆学习的东西总结下。

引言#

在国庆前有个面试题 (Golang 的面试题)，是我无意中看到的


func main() {
    var a uint = 2
    var b uint = 3
    a - b = ?
}

关于这道题，如果没有回答出来，说明是基础确实薄弱（我答不出来），既然弱就补。然后我就又翻开了当时我没看完的《深入理解操作系统》，这次必须啃完成它，加油。

关于无符号转补码#

什么是补码#

关于这个问题要理解什么是补码：在以前老师是一句话带过，补码是反码加 1。
关于这点我们来分析一下，补码是首位如果是 1 的话就是负数。举个例子假定这个类型就 4 位是为了方便分析：0111 = 4+2+1 = 7 ； 1111 = -8 + 4 + 2 +1 = -1 ；

无符号，补码互相转换#

首先要知道一个基础知识。计算机不知道你这个首字母是不是负数。它的转换全靠两个公示（这部分只需要了解下就行了。不知道的时候查一下就是。这我就不信面试直接让你出公式）
无符号数编码的定义:

$B2Uw(\overrightarrow{x}) \doteq \displaystyle \sum_{i=0}^{w-1} x\tiny i \footnotesize2^i$

举个例子
当 x = 0001 时

$B2U\tiny 4\footnotesize([0001]) = 0 * 2^3 + 0 * 2^2 + 0 * 2 ^1 + 0 * 2^0 =0 + 0 + 0 + 1= 1$

补码编码的定义

$B2Tw(\overrightarrow{x}) \doteq x\tiny {w-1} \footnotesize2^{w-1} + \displaystyle \sum_{i=0}^{w-2}x\tiny i \footnotesize2^i$

举个例子
当 x = 0001 时

$B2T\tiny 4\footnotesize([0001]) = -0 * 2^3 + 0 * 2^2 + 0 * 2 ^1 + 1 * 2^0= -0 + 0 + 0 + 1= 1$

当 x = 1001 时

$B2T\tiny 4\footnotesize([1001]) = -1 * 2^3 + 0 * 2^2 + 0 * 2 ^1 + 1 * 2^0= -8 + 0 + 0 + 1= -7$

这两个公示看下就行了，毕竟我们不是为了考试。如果计算机遇到无符号就走公式一补码就是公式二。所以如果我们定义为无符号。这个结果应该是。


func main() {
    var a uint = 2
    var b uint = 3
    a - b = ?
}

按照我们的之前的结论（假设有 4 位）：2-3 应该是 - 1 。-1 应该是 1111 = -8+4+2+1 = -1; 但是这里是无符号。所以计算机会直接使用 1111 = 8+4+2+1 = 15 ；所以这个结果取决于这个 uint 长度。由于在 Go 中这个长度是随操作系统系统位数来定。所以这个具体数值取决于操作系统位数。