中級

符号ありと符号なしの比較で -1 が巨大な数として扱われる

int型とunsigned int型を比較すると、int型の値は自動的にunsigned intへ変換されます。負の数は非常に大きな正の数として扱われ、直感に反する比較結果になります。

なぜエラーが出ないのか

出力: a is not less

（エラーなし）

Cは何も報告しません。コンパイルも実行も正常に完了するためです

出力: a is not less

実際の挙動 — 期待した結果と食い違っている箇所

見つけ方

エラーが出ないので、出力を目で確かめるか、コードを目で追うしかありません。この種の誤りが最も発見が遅れます

このエラーが出る典型パターン

 1  #include <stdio.h>
 2  
 3  int main(void) {
 4      int a = -1;
 5      unsigned int b = 1;
 6      if (a < b              ) {
                     ^
 7          printf("a is less\n");
 8      } else {
 9          printf("a is not less\n");
10      }
11      return 0;
12  }

 1  #include <stdio.h>
 2  
 3  int main(void) {
 4      int score = -5;
 5      unsigned int passLine = 3;
 6      if (score < passLine              ) {
                           ^
 7          printf("fail\n");
 8      } else {
 9          printf("pass\n");
10      }
11      return 0;
12  }

 1  #include <stdio.h>
 2  
 3  int main(void) {
 4      int balance = -10;
 5      unsigned int fee = 5;
 6      if (balance < fee              ) {
                         ^
 7          printf("overdrawn\n");
 8      } else {
 9          printf("ok\n");
10      }
11      return 0;
12  }

 1  #include <stdio.h>
 2  
 3  int main(void) {
 4      int diff = -3;
 5      unsigned int threshold = 2;
 6      if (diff < threshold              ) {
                           ^
 7          printf("below\n");
 8      } else {
 9          printf("above\n");
10      }
11      return 0;
12  }

 1  #include <stdio.h>
 2  
 3  int main(void) {
 4      int delta = -2;
 5      unsigned int limit = 1;
 6      if (delta < limit              ) {
                         ^
 7          printf("under\n");
 8      } else {
 9          printf("over\n");
10      }
11      return 0;
12  }

よくある誤解

「-1は明らかに1より小さい」という直感はここでは通用しません。Cの通常の算術変換規則により、符号ありと符号なしの比較では符号ありの値がunsignedに変換されるため、-1は0xFFFFFFFF（約42億）という巨大な値になり、1より大きいと判定されます。

実務での勘所

この種の比較は、-Wextraに含まれる-Wsign-compareという警告オプションで検出できます。符号ありと符号なしの値を比較しているコードがあると、コンパイル時に警告してくれるため、実行するまで気づけないという事態を避けられます。ループのカウンタにunsigned(たとえばsize_t)を使うことが多い標準ライブラリ関数(strlenの戻り値など)との比較で、この警告は実務でも頻繁に役立ちます。

演習をはじめる

関連するエラー

• int型の最大値に1を足すと最小値（負の数）に折り返るINT_MAXに1を足すと、多くの環境ではINT_MINまで折り返り、突然大きな正の数が大きな負の数に変わります。
• ビット演算子 & の優先順位が比較演算子 == より低いことによる誤動作a & b == cと書くと、==の方が優先順位が高いため、a & (b == c)として解釈されます。