ASCII 值大于 127

Question

#include <stdio.h> 
  
int main() { 
    char c = 125; 
  
    c = c + 10; 
  
    printf("%d", c); 
  
    return 0; 
}

此代码的 output 是-121 。

这个 output 怎么是-121 ？ 你能解释一下吗？

如果我用c添加100而不是10那么 output 是-31 。 为什么？

Answer 1

在 C 语言中， char类型是integer类型，能够表示语言本身所需的所有字符。 该标准没有指定它是有符号还是无符号类型。 在看到 output 之后，我可以猜测您的系统使用大小为 8 位（7 个值位和一个符号位）的有符号字符，并在 2 补码中表示负值。

所以（作为 int）125 + 10 = 135。135 > 128 所以实际值为 135 - 256 = -121。

（在两个补码模式下，数字只是包裹在 2**SIZE_IN_BITS...）

Answer 2

它的工作原理是编译器中的char类型是 8 位宽的有符号类型，并使用称为二进制补码的系统表示 integer 值。

在这个系统中，正值 go 以二进制形式从 0 到 127，如下所示：

00000000   0
00000001   1
00000010   2
00000011   3
     ...   .
01111111 - 127

在下一个增量时，最高位翻转为 1：我们得到10000000 。 然后随后的二进制值在二进制补码下被解释为负数：

10000000   128    -128
10000001   129    -127
10000010   130    -126
     ...
11111111   255      -1

中间一列，从 128 继续往上计数，显示 8 位数据的无符号解释； 它只是一直向 255 计数。这将是unsigned char类型的行为。

右列显示负数，是对完全相同的位模式的二进制补码解释。 这反而涵盖了从 -128 到 -1 的负整数范围。

现在，当我们执行c + 10时， C 会发生什么？

首先，根据 C 语言的规则，将char类型的c值提升为int类型，其范围更大。 因此int值 125 与int值 10 相加，得到int值 135。

接下来发生的是c被分配了该值，就像c = 135一样。 但是135它不在范围内； char只上升到127 。 实现定义的行为随之而来。 通过丢弃位以某种方式强制适应135值。

用于二进制补码机器的 C 编译器（即地球上几乎所有的编译器）将更宽的 integer 值截断为更窄的值，只需截断值的底部位以适应较小的类型。

所以，135的二进制表示是这样的。

 10000111

更准确地说，假设int是 32 位宽。 那么int值135的表示为：

 00000000000000000000000010000111

通过砍掉前 24 位，将其转换为 char，留下后 8 位：

 ------------------------10000111    

所以我们最终得到

 10000111

在char类型中。 但那是什么？ 参考我们的原始表格，我们可以再添加几行：

10000000   128    -128
10000001   129    -127
10000010   130    -126
10000011   131    -125
10000100   132    -124
10000101   133    -123 
10000110   134    -122
10000111   135    -121 <----
     ...
11111111   255      -1

还有-121。

Answer 3

char类型在 memory 中表示为一个byte （大部分时间为 8 位），因此它可以表示从-128到+127的值。 如果您尝试在 memory 中存储更大的值，则会导致溢出，结果与预期不符。

这是一个很好的视频，解释了什么是溢出。

Answer 4

char 是 8 位的一个字节。 一位用于符号，7 位供您使用。

"char" 范围是：char ==> -128 ~ 127

static_cast<char>(c+1)  = 126
static_cast<char>(c+2)  = 127
static_cast<char>(c+3)  = -128

如果您使用“unsigned char”，则正范围会增加。

无符号字符 ==> 0 ~ 255

static_cast<unsigned char>(c+3) = 128