署名付きと署名なし: 違いと比較

プログラミングでは、「符号付き」および「符号なし」という用語は、整数データ型の解釈を指します。符号付き整数は、1 ビットを符号を示し、残りのビットを大きさに割り当てることで、正と負の両方の数値を表すことができます。一方、符号なし整数は、大きさにすべてのビットを使用して、非負の数のみを表します。

主要な取り組み

1. 署名されたデータはデジタル署名で検証され、データの信頼性と完全性が保証されます。
2. 署名されていないデータにはデジタル署名がなく、検証されていないため、改ざんや変更に対して脆弱です。
3. 署名付きデータは安全な通信で一般的に使用され、署名されていないデータは重要ではないアプリケーションで使用されます。

署名ありと署名なし

符号付きと符号なしは、コンピューター プログラミングにおける数値の表現方法に関係します。 符号なしの数値は常に正であり、より大きな正の値を表すことができます。 符号付き数値は正または負のいずれかにすることができ、正の値と負の値が均等に分布します。

コンピュータ プログラミングでは、これらの「符号付き」および「符号なし」カテゴリは、特定のタイプの変数を含むことができる変数を参照します。 整数. コーディング コンテキストでは、前者のカテゴリは両方のタイプの整数を保持できます。 対照的に、後者のカテゴリは、数字のゼロと正の整数のリスト全体のみを含むことができます。

比較表

特徴	署名されました	符号なし
値の範囲	表現できる 正、負、ゼロ 値。	表現することしかできない 非負 (ゼロおよび正) 値。
数値表現	を使用します 符号ビット (最上位ビット) は符号を示します (正の場合は 0、負の場合は 1)。	か   符号ビットを使用し、すべてのビットを値の大きさに割り当てます。
メモリ使用量	同じビット数の場合、signed 型は次の値を表すことができます。 範囲の半分 符号なしタイプ。	符号ビットがないため、unsigned 型は より広い範囲 値の。
一般的な使用例	正、負、またはゼロの値を表す数量 (温度、座標、金融取引など)。	本質的に負ではない量を表します (メモリ アドレス、ファイル サイズ、カウンタなど)。
比較	一部のプログラミング言語で符号付き値と符号なし値を直接比較する場合は注意してください。	同じ値の範囲を占めるため、直接比較できます。

サイン入りとは？

Signed は、プログラミング言語で整数を表すために使用されるデータ型属性であり、整数を格納するために使用されます。 「signed」属性は、変数が正の値と負の値の両方を保持できることを意味します。変数が符号付きとして宣言されている場合、それは正、負、およびゼロの値を表すことができることを意味します。符号付き整数は、正と負の両方の数値を含む算術演算の基本です。

表現

In signed integers, the leftmost bit (the most significant bit) is used to denote the sign of the number. If this bit is set to 0, the number is positive or zero, and if it’s set to 1, the number is negative. The remaining bits represent the magnitude of the number, using the standard binary representation.

レンジ

符号付き整数に負の数値を含めると、符号なし整数と比較してその範囲に影響します。たとえば、一般的な 8 ビットの符号付き整数の範囲は -128 ～ 127 です。正の最大値は、指定されたビット数で表現できる最大値より XNUMX つ少ない値に制限されます。

使用法

符号付き整数は、正と負の両方の値の範囲が必要な場合によく使用されます。これらは、値が正 (収入) または負 (支出) になる可能性がある財務計算などのシナリオで非常に重要です。さらに、符号付き整数は、結果が負になる可能性がある算術演算を伴うアルゴリズムで使用されます。

例

たとえば、8 ビットの符号付き整数がある場合、その範囲は -128 ～ 127 になります。01111111 (127 進数で 10000000) のバイナリ表現を考慮すると、それは正の値を表します。逆に、128 進表現の 1 (XNUMX 進数では -XNUMX) は、左端のビットが XNUMX に設定されているため、負の値を表します。

無印とは？ 

Unsigned は、整数を表すためにプログラミング言語で一般的に使用されるデータ型属性です。正、負、ゼロの値を表すことができる符号付き整数とは異なり、符号なし整数は非負の値のみを表します。変数が符号なしとして宣言されると、その変数は正の値またはゼロの値のみを保持できることを意味し、符号付き整数と比較して正の値の範囲が事実上 2 倍になります。

表現

符号なし整数では、符号を示す専用のビットはなく、すべてのビットが数値の大きさを表すために使用されます。これは、バイナリ表現の左端のビット (最上位ビット) が大きさの一部であり、より広い範囲の正の値が許容されることを意味します。

レンジ

符号なし整数には負の数が存在しないため、符号付き整数と比較して範囲が広がります。たとえば、8 ビットの符号なし整数の場合、範囲は 0 ～ 255 です。最大値は、指定されたビット数で表現できる最大の大きさによって決まります。

使用法

非負の値のみを扱う場合は、符号なし整数が推奨されます。これらは、量、配列インデックス、メモリ アドレスを表すなど、正の値のみが関連するシナリオでよく使用されます。さらに、符号なし整数は、ビット単位の演算や、算術演算で負の結果が生じてはいけない状況で使用されます。

例

たとえば、8 ビットの符号なし整数では、バイナリ表現の 11111111 (255 進数で XNUMX) が正の最大値を表します。符号付き整数とは異なり、符号を示すためにビットを割り当てる必要がないため、ビットの全範囲が大きさに寄与することができます。

署名付きと署名なしの主な違い

• 表現:
  • 符号付き整数は、1 ビットを使用して符号 (正または負) を表し、残りのビットで大きさを表します。
  • 符号なし整数は、符号を示す専用のビットを使用せずに、大きさを表すためにすべてのビットを使用します。
• レンジ:
  • 符号付き整数は正の値と負の値の両方を表すことができますが、その範囲は、表現できる最大値より 1 つ小さい値に制限されます。
  • 符号なし整数は非負の値のみを表すため、符号付き整数と比較してより広い範囲の正の値を許容します。
• 使用法:
  • 符号付き整数は、正と負の両方の数値を含む算術演算など、負の値を表現する必要がある場合によく使用されます。
  • 符号なし整数は、量、配列インデックス、メモリ アドレスを表すなど、非負の値のみを扱う場合に推奨されます。これらは、ビット単位の演算や、算術演算で負の結果が生成されないシナリオでも使用されます。

参考文献

1. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/6606625/
2. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-540-28628-8_8
3. https://www.cs.umn.edu/sites/cs.umn.edu/files/tech_reports/14-006.pdf

最終更新日 : 03 年 2024 月 XNUMX 日