移位char和unsigned char

Question

我需要将char pcm[]中的2个字节转换为1个字节short pcm_[] 。 这篇文章使用了C样式的强制转换，起初我在C ++程序中尝试过（使用Qt）：

#include <QCoreApplication>

#include <QDebug>

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    char pcm[2] = {0xA1, 0x12};
    qDebug()<<pcm[0]<<pcm[1];

    short pcm_ = ( pcm[1] << 8 )| pcm[0];
    qDebug()<<pcm_;

    short pcm_2 =  ((unsigned char)(pcm[1])) << 8| (unsigned char) pcm[0];
    qDebug()<<pcm_2;

    return a.exec();
}

我发现只有当我在移位中使用unsigned char它才有效，但不明白为什么这是必须的，因为输入是char 。

而且，我想使用C ++-style-cast，并提出了这一点：

short pcm_3 = (static_cast<unsigned char>(pcm[1])) << 8|
               static_cast<unsigned char>(pcm[0]);
qDebug()<<pcm_3;

同样，我需要使用unsigned char而不是char 。

所以我有两个问题：

• static_cast是否正确投放？ 在我看来，是一个使用reinterpret_cast的示例。 但是，重新解释强制转换不起作用。
• 为什么我必须使用unsigned char ？

Answer 1

根据C标准（6.5.11按位异或运算符）

3 The usual arithmetic conversions are performed on the operands

C ++标准（5.13按位包含或运算符）中编写了相同的内容

1执行通常的算术转换；

通常的算术转换包括整数提升。 这意味着在此表达式中

( pcm[1] << 8 )| pcm[0];

将操作数pcm[0]提升为int类型。 如果根据您的编译器的设置， char类型的行为类似于signed char类型，则您将值0xA1提升为signed int 0xFFFFFFA1 （假设sizeof（int）等于4）。 那就是符号位将被传播。

因此，您将得到错误的结果。 为了避免这种情况，您应该将类​​型char强制转换为unsigned char类型。在这种情况下，提升后的值将看起来像0x000000A1 。 在C ++中可以这样写

static_cast<unsigned char>( pcm[0] ) 

Answer 2

问题从这里开始：

char pcm[2] = {0xA1, 0x12};

在您的系统上， char是带符号的，范围为-128到127 。 您尝试将161分配给char 。 这超出范围。

在C和C ++中，超出范围分配的结果是实现定义的 。 通常，编译器决定使用具有相同表示形式的char -95 。

然后，将其提升为int（通过将其用作|操作数），得到int值-95 ，该值的表示形式以1位开始。

如果您实际上想使用值161 ，则需要使用可以保存该值的数据类型，例如unsigned char 。 最简单的方法是使pcm[]具有该类型，而不是使用强制类型转换。

Answer 3

您必须使用unsigned char因为升级为int with operator |

假设int是32位：

• 有符号的char 0xA1变为int 0xFFFFFFA1 （保持相同的值）
• 无符号字符0xA1变为0x000000A1 。

Answer 4

您需要将char为unsigned char是，允许char为有符号数据类型。 在这种情况下，将在执行|之前对它进行符号扩展| ，这意味着对于最高有效位设置为1 char ，下半部分将变为负数：

char c = 200;
int a = c | 0; // returns -56 on systems where char is signed 

在此示例中，使用static_cast或C static_cast是样式问题。 许多C ++商店都远离C强制转换，因为它们很难在源代码中找到，而static_cast容易发现。

Answer 5

1. 您应该将数据类型强制转换为无符号，因为当您“扩展”一个有符号的字符以对短进行签名时，它的第7位将被复制到该短的第8-15位。 因此，从A1即10100001可以得到1111111110100001 。
2. 根据此问题和答案 ，reinterpret_cast是您应该想到的最后一个演员。