Summary  
This chapter explains how unsigned integer types reserve all bits for value storage to extend the range of storable non-negative numbers, at the cost of no longer representing negative values.

General domain of usage  
Storing counts or sizes where values are guaranteed non-negative (e.g., array indices, object counts).

Explore unsigned data types in C++. Learn how unsigned types differ from signed types, why they are useful for representing only non-negative numbers, and how they affect memory usage and value range. See practical examples, such as using unsigned integers to track warehouse inventory, and understand what happens if you assign a negative value to an unsigned variable. This video covers key concepts, including the role of the sign bit, the expanded range of unsigned types, and when to apply the unsigned modifier in your own programs.

Um eine Zahl im Binärsystem darzustellen, müssen sowohl ihr **Wert** als auch ihr **Vorzeichen** gespeichert werden. Ein Bit ist für die Speicherung des Vorzeichens reserviert, während die verbleibenden Bits zur Speicherung des Zahlenwerts verwendet werden. Das Vorzeichen-Bit speichert:

- `0`, wenn die Zahl nicht negativ ist;
- `1`, wenn die Zahl negativ ist.

Wenn wir sicher sind, dass unsere Variable **nur nicht-negative Zahlen** aufnehmen kann, können wir den Typmodifizierer `unsigned` verwenden. Dieser Modifizierer ermöglicht die Speicherung von Werten ohne Berücksichtigung des Vorzeichens.

Außerdem ist aufgrund des größeren verfügbaren Speichers für den Wert der Wertebereich größer; jedoch sind negative Zahlen in diesem Bereich nicht enthalten. Die erlaubten Wertebereiche sind daher wie folgt:


I2luY2x1ZGUgPGlvc3RyZWFtPgoKaW50IG1haW4oKQp7Cgl1bnNpZ25lZCBpbnQgdG90YWxfdmVoaWNsZXMgPSAxNDQ2MDAwMDAwOwoJdW5zaWduZWQgc2hvcnQgYWdlID0gMjE7CiAgCglzdGQ6OmNvdXQgPDwgdG90YWxfdmVoaWNsZXMgPDwgc3RkOjplbmRsOwoJc3RkOjpjb3V0IDw8IGFnZSA8PCBzdGQ6OmVuZGw7Cn0=

Zusätzlich steht der Typmodifizierer `signed` zur Verfügung, um anzugeben, dass ein Datentyp sowohl positive als auch negative Zahlen aufnehmen kann. Allerdings sind alle numerischen Datentypen standardmäßig `signed`, daher ist es nicht notwendig, dies explizit anzugeben.

Hinweis

`unsigned` nur verwenden, wenn die Variable keine negativen Zahlen aufnehmen kann.  
Das Zuweisen eines negativen Werts zu einer unsigned-Variable führt zu keinem Fehler, aber der resultierende Wert ist falsch.

#define CATCH_CONFIG_MAIN
#include <catch2/catch.hpp>

unsigned int addStock(unsigned int stock, unsigned int newStock, unsigned int maxCapacity);

TEST_CASE("Add 30 to 950 with max 1000 -> 980", "[addStock]") {
    unsigned int result = addStock(950, 30, 1000);
    REQUIRE(result == 980); // Expected: 980, input: stock=950, newStock=30, maxCapacity=1000
}

TEST_CASE("Add 100 to 950 with max 1000 -> 1000 (capped)", "[addStock]") {
    unsigned int result = addStock(950, 100, 1000);
    REQUIRE(result == 1000); // Expected: 1000, input: stock=950, newStock=100, maxCapacity=1000
}

TEST_CASE("Add 0 to 950 with max 1000 -> 950 (no change)", "[addStock]") {
    unsigned int result = addStock(950, 0, 1000);
    REQUIRE(result == 950); // Expected: 950, input: stock=950, newStock=0, maxCapacity=1000
}

TEST_CASE("Add 1000 to 0 with max 1000 -> 1000 (fills capacity)", "[addStock]") {
    unsigned int result = addStock(0, 1000, 1000);
    REQUIRE(result == 1000); // Expected: 1000, input: stock=0, newStock=1000, maxCapacity=1000
}

TEST_CASE("Add 500 to 400 with max 800 -> 800 (capped)", "[addStock]") {
    unsigned int result = addStock(400, 500, 800);
    REQUIRE(result == 800); // Expected: 800, input: stock=400, newStock=500, maxCapacity=800
}

TEST_CASE("Add 100 to 200 with max 500 -> 300 (normal add)", "[addStock]") {
    unsigned int result = addStock(200, 100, 500);
    REQUIRE(result == 300); // Expected: 300, input: stock=200, newStock=100, maxCapacity=500
}

TEST_CASE("Add 0 to 0 with max 100 -> 0 (empty warehouse)", "[addStock]") {
    unsigned int result = addStock(0, 0, 100);
    REQUIRE(result == 0); // Expected: 0, input: stock=0, newStock=0, maxCapacity=100
}

test.cpp

Ein umfassendes Verständnis von Datentypen ist beim Erlernen einer Programmiersprache von entscheidender Bedeutung. Dieser Kurs bietet die Möglichkeit, tiefer in die Datentypen von C++ einzutauchen und Einblicke zu gewinnen, wie sie im Speicher abgelegt werden. Darüber hinaus behandelt der Kurs das Thema Typumwandlung.

short, int, long, float, double usw. sind alles numerische Datentypen. Sie werden alle kennenlernen sowie die Fallstricke, die sie verbergen können.

Challenge: Unsigned-Datentypen

Lösung