c语言 猴子吃桃 国王的小麦 溢出为什么是一个-1，一个-2

Question

c语言 猴子吃桃 国王的小麦 溢出为什么是一个-1，一个-2
想了解一下 c语言溢出以后 数值 是系统随机给的 还是有规律的？

国王的小麦
```c
#include<stdio.h>
int main()
{ int    i=1;
      int       a=1,total=0;  
  for(i=1;i<=64;i++)
  {
  total+=a;
  a*=2;
  printf("%d,   %d     ",i,total);
  if(i% 4 ==0) printf("\n");
  }
return 0;
}

#include<stdio.h>
int main()
{
  int x=1,day=10;
  while(day>1)
  { x=(x+1)*2;
    day   ++  ;
  }
  printf("%d\n",x);
  return 0;
}

```

Answer 1

【以下回答由 GPT 生成】

优化后的问题:

问题标题: C语言中猴子吃桃和国王的小麦溢出为什么是-1和-2？

问题内容:

我想了解一下，为什么在C语言中猴子吃桃和国王的小麦溢出时，结果会是一个-1和一个-2。以下是两段相关代码：

代码1:

#include <stdio.h>

int main()
{
  int i=1;
  int a=1,total=0;

  for(i=1;i<=64;i++)
  {
    total+=a;
    a*=2;
    printf("%d, %d\t",i,total);
    if(i%4==0)
        printf("\n");
  }

  return 0;
}

代码2:

#include <stdio.h>

int main()
{
  int x=1, day=10;

  while(day>1)
  {
    x=(x+1)*2;
    day++;
  }

  printf("%d\n", x);

  return 0;
}

我想知道为什么结果会是-1和-2，溢出后的数值是系统随机给的还是有规律的？

---

答案：

1. 代码1中的循环计算了猴子吃桃的问题，通过循环64次，每次翻倍增加桃子的数量，最后输出总数。结果中的负数是由于整型溢出造成的。在C语言中，整型变量的范围是有限的，int类型变量的范围是大约-2,147,483,648 至 2,147,483,647。当桃子的数量超过这个范围之后，整型变量会发生溢出，导致结果变成负数。

代码2中的问题是有一个错误，导致了无限循环。变量day应该递减而不是递增，修正方法如下：

#include <stdio.h>

int main()
{
  int x=1, day=10;

  while(day>1)
  {
    x=(x+1)*2;
    day--; // 递减day的值
  }

  printf("%d\n", x);

  return 0;
}

通过修正后的代码，每次循环中的x变量会增加1，然后乘以2，直到day的值为1时结束循环。最后的结果是x的值。

在修正后的代码中，结果不会是-1和-2。而是一个较大的数值。溢出后的数值是有规律的，它们遵循二进制表示中的整型溢出规则。对于int类型变量，当溢出发生时，它会从最大值变为最小值，然后继续增加。这就是为什么结果是负数。

如果想输出溢出后的数值，可以使用unsigned int类型来避免出现负数。修改代码1如下：

#include <stdio.h>

int main()
{
  int i=1;
  unsigned int a=1,total=0; // 使用unsigned int类型

  for(i=1;i<=64;i++)
  {
    total+=a;
    a*=2;
    printf("%d, %u\t",i,total); // 使用%u输出unsigned int类型的数值
    if(i%4==0)
        printf("\n");
  }

  return 0;
}

修正后的代码中，使用了unsigned int类型变量来存储桃子的数量和总数。%u用于在printf函数中输出unsigned int类型的数值。这样就可以在溢出后输出正确的数值。

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