什么是无符号字符？

Question

在 C/C++ 中， unsigned char有什么用？ 它与普通的char有何不同？

Answer 1

在 C++ 中，存在三种不同的字符类型：

• char
• signed char
• unsigned char

如果您对text使用字符类型，请使用不合格的char ：

• 它是字符文字的类型，如'a'或'0' 。
• 它是构成 C 字符串的类型，如"abcde"

它也可以作为数字值计算，但未指定该值被视为有符号还是无符号。 当心通过不等式进行字符比较 - 尽管如果您将自己限制为 ASCII (0-127)，那么您就很安全了。

如果您使用字符类型作为数字，请使用：

• signed char ，它至少给你 -127 到 127 的范围。 （-128 到 127 是常见的）
• unsigned char ，它至少为您提供0 到 255 的范围。

“至少”，因为 C++ 标准只给出了每个数字类型需要覆盖的最小范围的值。 sizeof (char)需要为 1（即一个字节），但理论上一个字节可以是例如 32 位。 sizeof仍然会报告它的大小为1 - 这意味着你可以有sizeof (char) == sizeof (long) == 1 。

Answer 2

这是依赖于实现的，因为 C 标准没有定义char的符号。 根据平台的不同， char 可能是signed或unsigned ，因此如果您的实现依赖于它，您需要明确要求signed char或unsigned char 。 如果您打算表示字符串中的字符，只需使用char ，因为这将匹配您的平台放入字符串中的内容。

有signed char和unsigned char之间的区别正如您所期望的。 在大多数平台上， signed char将是一个 8 位二进制补码，范围从-128到127 ，而unsigned char将是一个 8 位无符号整数（ 0到255 ）。 注意标准不要求char类型有 8 位，只有sizeof(char)返回1 。 您可以在limits.h使用CHAR_BIT获取字符中的位数。 不过，今天几乎没有平台会是8以外的平台。

有这个问题的一个很好的总结在这里。

正如其他人在我发布这篇文章后提到的int8_t ，如果您真的想表示小整数，最好使用int8_t和uint8_t 。

Answer 3

因为我觉得真的很需要，所以我只想说明一些C和C++的规则（在这方面它们是相同的）。 首先，所有unsigned char位都参与确定任何 unsigned char 对象的值。 其次， unsigned char被明确声明为无符号。

现在，我与某人讨论了将 int 类型的值-1转换为unsigned char时会发生什么。 他拒绝了结果unsigned char所有位都设置为 1 的想法，因为他担心符号表示。 但他没有必要。 紧随此规则之后，转换会执行预期的操作：

如果新类型是无符号的，则通过重复加或减一个新类型可以表示的最大值来转换该值，直到该值在新类型的范围内。 （C99 草案中的6.3.1.3p2 ）

这是一个数学描述。 C++ 用模演算来描述它，它产生相同的规则。 无论如何，不能保证整数-1中的所有位在转换前都是 1。 那么，我们有什么可以声明生成的unsigned char所有CHAR_BIT位都变为 1？

1. 所有位都参与确定其值——也就是说，对象中不出现填充位。
2. 仅将一次UCHAR_MAX+1添加到-1将产生一个范围内的值，即UCHAR_MAX

其实够了！ 所以每当你想要一个unsigned char所有位都为 1 时，你可以

unsigned char c = (unsigned char)-1;

它也遵循转换不只是截断高阶位。 二进制补码的幸运事件是它只是在那里截断，但对于其他符号表示不一定如此。

Answer 4

例如unsigned char 的用法：

unsigned char通常用于计算机图形中，它经常（尽管并非总是）为每个颜色分量分配一个字节。 通常看到 RGB（或 RGBA）颜色表示为 24（或 32）位，每个位都是一个unsigned char 。 由于unsigned char值落在 [0,255] 范围内，因此这些值通常被解释为：

• 0 表示完全没有给定的颜色成分。
• 255 表示 100% 的给定颜色颜料。

所以你最终会得到 RGB 红色为 (255,0,0) -> (100% 红色，0% 绿色，0% 蓝色)。

为什么不使用signed char ？ 算术和位移位变得有问题。 如前所述，有signed char的范围基本上移动了 -128。 将 RGB 转换为灰度的一种非常简单和幼稚（大部分未使用）的方法是对所有三个颜色分量求平均值，但是当颜色分量的值为负时，这会遇到问题。 使用unsigned char算术时，红色 (255, 0, 0) 平均为 (85, 85, 85)。 但是，如果这些值是有signed char (127,-128,-128)，我们最终会得到 (-99, -99, -99)，在我们的unsigned char空间中将是 (29, 29, 29) ，这是不正确的。

Answer 5

如果要将字符用作小整数，最安全的方法是使用int8_t和uint8_t类型。

Answer 6

unsigned char只取正值......比如0到255

然而

signed char采用正值和负值......比如-128到+127

Answer 7

signed char范围是 -128 到 127； unsigned char范围是 0 到 255。

char将等价于有符号字符或无符号字符，具体取决于编译器，但它是一种不同的类型。

如果您使用 C 风格的字符串，只需使用char 。 如果您需要将字符用于算术（很少见），请明确指定有符号或无符号以实现可移植性。

Answer 8

char和unsigned char不能保证在所有平台上都是 8 位类型——它们保证是 8 位或更大。 某些平台具有9 位、32 位或 64 位字节。 但是，当今最常见的平台（Windows、Mac、Linux x86 等）具有 8 位字节。

Answer 9

unsigned char是无符号字节值（0 到 255）。 您可能认为char是一个“字符”，但它实际上是一个数值。 常规char是有符号的，因此您有 128 个值，这些值使用 ASCII 编码映射到字符。 但无论哪种情况，您在内存中存储的都是一个字节值。

Answer 10

就直接值而言，当已知值在CHAR_MIN和CHAR_MAX之间时使用常规字符， CHAR_MAX符号字符在正端提供两倍的范围。 例如，如果CHAR_BIT为 8，则常规char的范围只能保证为 [0, 127]（因为它可以有符号或无符号），而unsigned char将是 [0, 255]，而有signed char将是 [-127] , 127]。

就其用途而言，标准允许 POD（纯旧数据）的对象直接转换为无符号字符数组。 这允许您检查对象的表示和位模式。 char 或signed char 不存在相同的安全类型双关保证。

Answer 11

如果您喜欢使用各种类型的特定长度和符号，那么使用uint8_t 、 int8_t 、 uint16_t等可能会更好，因为它们完全按照他们所说的去做。

Answer 12

unsigned char是所有小技巧的核心。 在几乎所有平台的所有编译器中， unsigned char只是一个字节和一个（通常）8 位的无符号整数，可以被视为一个小整数或一组位。

成瘾，正如其他人所说，标准没有定义字符的符号。 所以你有 3 种不同的char类型： char 、 signed char 、 unsigned char 。

Answer 13

unsigned char只取正值：0 到 255，而signed char取正值和负值：-128 到 +127。

Answer 14

一些谷歌搜索发现了这个，人们对此进行了讨论。

无符号字符基本上是一个字节。 因此，如果您需要一个字节的数据，您将使用它（例如，您可能想使用它来设置要传递给函数的标志打开和关闭，就像在 Windows API 中经常做的那样）。

Answer 15

无符号字符使用为常规字符的符号保留的位作为另一个数字。 这会将范围更改为 [0 - 255]，而不是 [-128 - 127]。

当您不需要符号时，通常使用无符号字符。 在将 char 作为字节处理而不是将其用作数字时，这将在执行诸如移位（移位扩展符号）之类的操作和其他操作时有所不同。

Answer 16

引用自《c 编程语言》一书：

限定符有signed或unsigned可应用于 char 或任何整数。 无符号数总是正数或零，并遵守算术模 2^n 的法则，其中 n 是类型中的位数。 因此，例如，如果字符是 8 位，则无符号字符变量的值介于 0 和 255 之间，而有符号字符的值介于 -128 和 127 之间（在二进制补码机中）。纯字符是有符号还是无符号是机器依赖，但可打印的字符总是正数。

Answer 17

signed char和unsigned char都代表1个字节，但它们有不同的范围。

   Type        |      range
-------------------------------
signed char    |  -128 to +127
unsigned char  |     0 to 255

在signed char如果考虑char letter = 'A' ，'A'在ASCII/Unicode代表65的二进制，如果可以存储65，也可以存储-65。 ASCII/Unicode中没有负二进制值，无需担心负值。

例子

#include <stdio.h>

int main()
{
    signed char char1 = 255;
    signed char char2 = -128;
    unsigned char char3 = 255;
    unsigned char char4 = -128;

    printf("Signed char(255) : %d\n",char1);
    printf("Unsigned char(255) : %d\n",char3);

    printf("\nSigned char(-128) : %d\n",char2);
    printf("Unsigned char(-128) : %d\n",char4);

    return 0;
}

输出 -：

Signed char(255) : -1
Unsigned char(255) : 255

Signed char(-128) : -128
Unsigned char(-128) : 128