C++程序设计：原理与实践（进阶篇）（原书第2版）

25.5.3　有符号数和无符号数

与大多数语言一样，C++同时支持有符号数和无符号数。无符号数在内存中的描述是很简单的：第0位表示1、第1位表示2，第2位表示4，依此类推。但是，有符号数就引出一个问题：我们如何区分正数和负数？对此，C++给了硬件设计者一定的自由选择的余地，不过几乎所有实现都使用了二进制补码表示法。最靠左的二进制位（最高有效位）被用来作为“符号位”：

如果符号位为1，就表示负数。二进制补码表示法已经成为事实上的标准方法。为了节约篇幅，我们只讨论如何在4位二进制整数中表示有符号数值：

基本思想就是：用x的位模式的补码（~x，参见25.5.1节）来表示-（x+1）的位模式。

到目前为止，我们一直在使用有符号整数（如int）。更好的程序设计原则是：

·当需要表示数值时，使用有符号数（如int）。

·当需要表示位集合时，使用无符号数（如unsigned int）。

这是一个很好的程序设计原则，但很难严格遵循，因为一些人更喜欢用无符号数进行某些算术运算，而我们有时需要用这类代码。特别是还有一些历史遗留问题，例如，在C语言历史的早期，int还是16位大小，每一位都很重要，而一个vector的大小v.size（）返回的是一个无符号数。例如：

好的编译器会给出一个警告，指出存在有符号数（即i）和无符号数（即v.size（））混合运算的情况。有符号数和无符号数混合运算有可能会带来灾难性的后果。例如，循环变量i可能会溢出，即，v.size（）有可能比最大的有符号int值还要大。当i的值增大到有符号int所能表示的最大正数（2的幂减1，幂次等于int的二进制位数减1，如，int为16位宽度，此值为2 ...