C에서 부호 없는 정수 변수에 음수 값을 할당하면 어떻게 되나요?

부호 없는 변수에 음수 값 할당: 수수께끼 풀기

부호 없는 변수에 음수 값을 할당할 경우 발생할 수 있는 결과에 흥미를 느낀 한 프로그래머가 시작했습니다. 실험 중. nVal이라는 부호 없는 정수 변수에 음수 값 -5를 할당하면 컴파일러에 오류가 없다는 사실에 놀랐습니다. 그러나 프로그램을 실행해보니 예상치 못한 결과가 나타났습니다. nVal은 독특한 값을 가지고 있었습니다.

설명을 찾기 위해 프로그래머는 C 표준을 파헤쳤습니다. 부호 있는 정수 유형의 변환에 관한 섹션 4.7 conv.integral은 통찰력을 제공했습니다. 표준에 따르면 대상 유형이 부호 없는 경우 "결과 값은 소스 정수와 일치하는 가장 작은 부호 없는 정수입니다(모듈로 2ⁿ 여기서 n은 부호 없는 유형을 나타내는 데 사용되는 비트 수입니다). ."

본질적으로 이는 2의 보수가 아닌 아키텍처(예: Signed Magnitude, One's Complement), unsigned로의 변환은 마치 Two's Complement가 사용된 것처럼 동작합니다. 게다가, 값이 부호 없는 유형의 범위에 속할 때까지 2ⁿ을 반복적으로 더하거나 빼는 것은 2의 보수 부호 확장 또는 잘림과 수학적으로 동일합니다.

구체적으로 2의 보수의 경우 비트 패턴은 2ⁿ을 추가하면 모든 변경 사항이 취소되므로 변경되지 않은 상태로 유지됩니다. 2ⁿ은 모두 0입니다. 이 속성은 2의 보수 덧셈/뺄셈을 부호 없는 연산과 동일하게 하므로 특별한 상태입니다.

부동 소수점에서 부호 없는 정수로의 변환이 다르다는 점은 주목할 만합니다. 이러한 경우 음수 값이나 부호 없는 유형의 범위를 초과하는 값은 정의되지 않은 동작을 초래합니다. 부호 있는 정수를 부호 없는 정수로 변환하는 경우에만 모듈로 축소를 사용합니다.

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