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unsigned en C: guía completa de uso, precauciones y errores comunes

Fundamentos de C
目次

Introducción

En el lenguaje C, al manejar datos de tipo entero, existen dos tipos: «con signo (signed)» y «sin signo (unsigned)». En particular, el tipo unsigned se trata comoun tipo de entero sin valores negativosy es muy útil para ciertos usos. Sin embargo, si se utiliza sin comprender sus características, puede causar errores inesperados. En este artículo, explicaremos en detalle el uso y los puntos de atención de unsigned en el lenguaje C. Mientras intercalamos ejemplos de código específicos, comprendamos las ventajas y riesgos de unsigned y aprendamos a utilizarlo de manera adecuada.

¿Qué es unsigned? Comprensión básica

¿Qué es unsigned?

En C, para los tipos de enteros (int o char, etc.) especificando unsigned, se puede manejar comotipo de entero sin signo (que no tiene valores negativos). Por ejemplo, el tipo int normal (con signo) puede manejar valores en el siguiente rango.
Tipo int (en entorno de 32 bits)
-2,147,483,648 a 2,147,483,647
Por otro lado, el tipo unsigned int, a cambio de no tener números negativos, puede manejar un rango más amplio de valores positivos.
Tipo unsigned int (en entorno de 32 bits)
0 a 4,294,967,295
Es decir,usando unsigned, se puede almacenar valores más grandes.

Método básico de declaración de unsigned

Cuando se usa unsigned, se declara agregando unsigned antes del tipo de datos, como a continuación.
#include 

int main() {
    unsigned int num = 3000000000;
    printf("%un", num);  // 3000000000
    return 0;
}
De esta manera, usando unsigned, se puede manejar valores más grandes que con el int normal.

Tipos de datos unsigned y su rango de representación

Tipos y rangos de unsigned

En C, unsigned se puede aplicar a múltiples tipos de datos. El tamaño y rango de cada tipo son como se muestra en la siguiente tabla.
Tipo de datosTamaño (bytes)Rango
unsigned char10-255
unsigned short20-65,535
unsigned int40-4,294,967,295
unsigned long4 o 8Depende del entorno
unsigned long long80-18,446,744,073,709,551,615
※El tamaño varía según el entorno, por lo tanto, es mejor siempre usar sizeof() para confirmarlo.
#include 

int main() {
    printf("Size of unsigned int: %zu bytes\n", sizeof(unsigned int));
    return 0;
}

Ejemplo de uso de unsigned

Usemos unsigned en la práctica para verificar el valor máximo numérico.
#include 
#include 

int main() {
    printf("Máximo de unsigned int: %u\n", UINT_MAX);
    return 0;
}
Al ejecutar este código, se mostrará el valor máximo de unsigned int según el entorno.

Uso básico de unsigned

Declaración y asignación de unsigned

unsigned Al usar unsigned, declare las variables de la siguiente manera.
#include 

int main() {
    unsigned int num1 = 100;
    unsigned int num2 = 200;

    printf("num1: %un", num1);
    printf("num2: %un", num2);

    return 0;
}
En este programa, se declaran las variables de tipo unsigned int num1 y num2, y se les asignan los valores 100 y 200 respectivamente.

Precauciones al usar unsigned

Bugs causados por la mezcla de signed y unsigned

Los enteros con signo (int) y unsigned int, al compararlos, pueden generar resultados inesperados.
#include 

int main() {
    int a = -5;  // con signo
    unsigned int b = 10;  // sin signo

    if (a < b) {
        printf("a es menor que b\n");
    } else {
        printf("a es mayor que b\n");
    }

    return 0;
}
En este código, a es -5, por lo que debería ser menor que b=10, pero a se convierte a unsigned int, lo que resulta en un resultado de comparación no intencionado.

Casos en los que usar unsigned y casos en los que evitarlo

Casos en los que usar unsigned

✔Cuando no es necesario considerar valores negativos(ejemplo: procesamiento de datos binarios) ✔Cuando se desea optimizar la eficiencia de memoria(ejemplo: sistemas embebidos) ✔Cuando se utilizan operaciones de bits con frecuencia(ejemplo: gestión de flags)

Casos en los que evitar unsigned

✘Cuando se mezclan con variables con signo(ocurre una conversión de tipo no intencionada) ✘Cuando hay posibilidad de manejar valores negativos(produce bugs no intencionados) ✘Cuando se usa como variable de bucle(riesgo de desbordamiento)

Malentendidos comunes y cómo manejarlos (FAQ)

¿Usar unsigned hace que el cálculo sea más rápido?

MalentendidoSe puede pensar que «usar unsigned hace que las operaciones sean más rápidas que signed».Respuesta correctaEn las CPU modernas,no hay casi ninguna diferencia en la velocidad de las operaciones entre unsigned y signed.Medida✔ Decida si usar unsignedbasándose en el significado de los datos, no en la velocidad de cálculo.

Resumen

Hasta aquí, hemos introducido los malentendidos comunes y sus contramedidas respecto a unsigned.Puntos clave de este artículo

  • unsigned no mejora la velocidad de cálculo

    。
  • La conversión con signed requiere precaución（especialmente el comportamiento en caso de desbordamiento）。
  • Usar unsigned como variable de bucle puede causar un error de bucle infinito。
  • unsigned char es adecuado para el procesamiento de datos binarios。
  • Asignar un valor negativo a unsigned causa un comportamiento no intencionado。
Si comprendes estos, podrás usar unsigned de manera adecuada en el lenguaje C.Asignar un valor negativo a unsigned causa un comportamiento no intencionado。 Si comprendes estos, podrás usar unsigned de manera adecuada en el lenguaje C。
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