IT劉小虎2019-07-28 20:44:37前兩天，我在我的圈子裡發了一個小問題，剛好和題主的問題很吻合，相關的C語言程式碼如下，這段程式會輸出什麼呢？
題外話
在分析這個問題之前，先說些題外話。有程式設計師認為研究這樣的程式碼沒有意義，無異於孔乙己的“茴”字有幾種寫法。
這個問題其實並不是我空想出來的。
最近，我的一個同事被他的C語言程式 bug 困擾了好幾天，始終無法找到問題究竟出在哪裡，於是找我，我看到他的程式碼居然混用無符號變數和有符號變數，於是就提醒他注意這個方面，後來發現果然是這個原因。他的問題涉及到比較複雜的專案，完整的複述一遍不太現實，於是我把他的問題精簡一下，就構成了上述C語言程式碼段。
事實上，很多公司招聘時，都有一些面試題或者筆試題看起來很怪異，很不符合標準的開發規範，於是有些程式設計師就認為做這樣的面試題是完全沒有意義的，甚至覺得做這些題目是一種侮辱。
其實換個角度想想，這些題目很能考察一個人的基本功，它們很可能來自公司內部的某個專案的某次重大 bug。C語言是一門極其重視基本功的程式語言，這些題目很能查漏補缺。
分析
現在來考慮上面這段C語言程式碼，我們編譯並執行它，得到了下面的輸出：
C語言程式的輸出出乎了一些朋友的預料，-1 容易理解，255 是怎麼回事呢？
首先要明白的是，在計算機中，整數通常採取補碼的形式儲存。負數的補碼等於其反碼+1，負數的反碼符號位不變，數值為按位取反。對於 signed char 型變數，大部分C語言編譯器都是由 8 個 bit 組成的，最高一個 bit 通常表示符號位。
所以對於 -1，其原碼原本是 0b10000001，但是計算機內部儲存該數值時，是以補碼形式儲存的。-1 的補碼等於反碼+1，也即 0b11111110 +1 = 0b11111111 = 0xff。
到這裡就清楚了，變數 b 在記憶體裡的 8 個 bit 都是 1，它是一個 unsigned char 型的變數，最高 bit 也表示數值，也即 b 等於 255。
現在再來分析變數 c 和變數 d 的值，它倆都是有符號型的 int 型。按理說，a 和 b 在記憶體中的佈局是一樣的，都是 8 個 bit 的 1，為什麼傳遞給 c 和 d 就不一樣了呢？
其實C語言在處理 c = a； 和 d = b； 這兩句賦值語句時，有一個過程沒有顯式的表現出來，即“整形提升”。以 c=a； 為例，因為 c 和 a 的資料型別不同，所以C語言在處理賦值時，為了不丟失精度，會將 a 中的數值也強制轉換為 int 型。
a 中的數值是 -1，提升為 int 型後依然是 -1，而不是 0x000000ff（255，這裡假設 int 型別佔用 4 位元組記憶體空間）。至於變數 d 的值，就更簡單了，就是簡單的賦值而已。
小結
本節討論的問題雖然很簡單，但是仍然有很多人做錯，這其中也包含我工作多年的同事。C語言是一門極其重視基本功的程式語言，事實上，本節涉及的知識點非常基礎，無非就是原碼補碼，以及整型提升的相關知識。
