移位char和unsigned char

Question

我需要將char pcm[]中的2個字節轉換為1個字節short pcm_[] 。 這篇文章使用了C樣式的強制轉換，起初我在C ++程序中嘗試過（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();
}

我發現只有當我在移位中使用unsigned char它才有效，但不明白為什么這是必須的，因為輸入是char 。

而且，我想使用C ++-style-cast，並提出了這一點：

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

同樣，我需要使用unsigned char而不是char 。

所以我有兩個問題：

• static_cast是否正確投放？ 在我看來，是一個使用reinterpret_cast的示例。 但是，重新解釋強制轉換不起作用。
• 為什么我必須使用unsigned char ？

Answer 1

根據C標准（6.5.11按位異或運算符）

3 The usual arithmetic conversions are performed on the operands

C ++標准（5.13按位包含或運算符）中編寫了相同的內容

1執行通常的算術轉換；

通常的算術轉換包括整數提升。 這意味着在此表達式中

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

將操作數pcm[0]提升為int類型。 如果根據您的編譯器的設置， char類型的行為類似於signed char類型，則您將值0xA1提升為signed int 0xFFFFFFA1 （假設sizeof（int）等於4）。 那就是符號位將被傳播。

因此，您將得到錯誤的結果。 為了避免這種情況，您應該將類​​型char強制轉換為unsigned char類型。在這種情況下，提升后的值將看起來像0x000000A1 。 在C ++中可以這樣寫

static_cast<unsigned char>( pcm[0] ) 

Answer 2

問題從這里開始：

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

在您的系統上， char是帶符號的，范圍為-128到127 。 您嘗試將161分配給char 。 這超出范圍。

在C和C ++中，超出范圍分配的結果是實現定義的 。 通常，編譯器決定使用具有相同表示形式的char -95 。

然后，將其提升為int（通過將其用作|操作數），得到int值-95 ，該值的表示形式以1位開始。

如果您實際上想使用值161 ，則需要使用可以保存該值的數據類型，例如unsigned char 。 最簡單的方法是使pcm[]具有該類型，而不是使用強制類型轉換。

Answer 3

您必須使用unsigned char因為升級為int with operator |

假設int是32位：

• 有符號的char 0xA1變為int 0xFFFFFFA1 （保持相同的值）
• 無符號字符0xA1變為0x000000A1 。

Answer 4

您需要將char為unsigned char是，允許char為有符號數據類型。 在這種情況下，將在執行|之前對它進行符號擴展| ，這意味着對於最高有效位設置為1 char ，下半部分將變為負數：

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是樣式問題。 許多C ++商店都遠離C強制轉換，因為它們很難在源代碼中找到，而static_cast容易發現。

Answer 5

1. 您應該將數據類型強制轉換為無符號，因為當您“擴展”一個有符號的字符以對短進行簽名時，它的第7位將被復制到該短的第8-15位。 因此，從A1即10100001可以得到1111111110100001 。
2. 根據此問題和答案 ，reinterpret_cast是您應該想到的最后一個演員。