從帶符號的char到int類型的C類型轉換

Question

在下面的代碼段中，輸出不應該為1嗎？ 為什么我得到的輸出為-1和4294967295？ 我了解的是變量c，這里是帶符號的類型，所以它的值不應該為1嗎？

char c=0xff;
printf("%d %u",c,c);

Answer 1

c是帶符號的類型。 一個字符是8位。 因此，您有一個8位帶符號的數量，所有的位均為1。在二進制補碼機上，其值為-1。

當您執行此類操作時，某些編譯器會警告您。 如果您使用的是gcc / clang，請打開所有警告。

腳注：在某些機器上，如果編譯器將'char'視為無符號，則其值可能為255。

Answer 2

您得到正確的答案。

%u格式說明符指示該值將為unsigned int 。 編譯器會自動將8位char提升為32位int 。 但是，您必須記住， char是帶符號的類型。 因此，值0xff實際上為-1。

當從char為int時，值仍為-1，但它是32位表示形式，二進制形式為11111111 11111111 11111111 11111111或十六進制0xffffffff

當將其解釋為無符號整數時，顯然會保留所有位，因為長度相同，但是現在將其作為無符號數量處理。

0xffffffff = 4294967295 (unsigned)
0xffffffff = -1 (signed)

Answer 3

C中有三種字符類型， char ， signed char和unsigned char 。 純char與帶signed char或unsigned char具有相同的表示形式； 選擇是實現定義的。 似乎在您的實現中簽名了純char 。

所有這三種類型具有相同的尺寸，這可能是8位（ CHAR_BIT ，在定義<limits.h> ，指定一個字節的比特數）。 我假設8位。

char c=0xff;

假設對普通char進行了簽名，則值0xff （ 255 ）在char類型的范圍之外。 由於您不能將值255存儲在char對象中，因此將隱式轉換該值。 此轉換的結果是實現定義的，但很可能是-1 。

請牢記這一點： 0xff只是編寫255另一種方式，而0xff和-1是兩個不同的值。 您不能將值255存儲在char對象中。 它的值為-1 。 整數常量（無論是十進制，十六進制還是八進制）都指定值，而不是表示形式。

如果您確實想要一個值為0xff的單字節對象，請將其定義為unsigned char ，而不是char 。

printf("%d %u",c,c);

當將小於int的整數類型的值傳遞給printf （或任何可變參數函數）時，如果該類型可以容納該類型的整個值范圍，則將其提升為int ，否則將提升為unsigned int 。 對於char類型，幾乎可以肯定將其提升為int 。 因此，此調用等效於：

printf("%d %u", -1, -1);

"%d"格式的輸出是顯而易見的。 "%u"的輸出不太明顯。 "%u"告訴printf ，相應的參數的類型為unsigned int ，但是您已將其傳遞為int類型的值。 什么可能發生的是，的表示int值被視為好像它是類型unsigned int ，最有可能產生UINT_MAX ，這恰好是4294967295您的系統上。 如果確實要這樣做，則應將值轉換為unsigned int類型。 這個：

printf("%d %u", -1, (unsigned int)-1);

定義明確。

您的兩行代碼正在玩各種類型的游戲，將一種類型的值視為另一種類型，並進行隱式轉換，這些轉換可能產生實現定義的結果和/或取決於編譯器的選擇。碰巧使。

無論您要做什么，毫無疑問，這是一種更干凈的方法（除非您只是嘗試查看實現如何使用此特定代碼）。

Answer 4

讓我們從使用OP的“ c，這里是帶符號類型”的假設開始

char c=0xff;  // Implementation defined behavior.

0xff是一個十六進制常數 ，值為255，類型為int 。

...新類型已簽名，並且值不能在其中表示； 結果是實現定義的，還是引發實現定義的信號。 §6.3.1.43

因此， c的值就是實現定義的（ID）。 讓我們假設8位回繞的通用ID行為，即c > -1。

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已簽名的char將作為printf("%d %u",c,c);的可變參數的一部分提升為int printf("%d %u",c,c); 與printf("%d %u",-1, -1); 。 用"%d"打印-1沒問題，並且打印"-1" 。

用"%x"打印一個int -1是未定義的行為（UB），因為它是不匹配的說明符/類型，並且不屬於可以在兩種類型中表示的情況。 普通的UB將打印該值，就像在傳遞該值之前將其轉換為unsigned一樣。 當UINT_MAX == 4294967295 （4字節）時，將值打印為-1 + (UINT_MAX + 1)或“ 4294967295”。

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因此，使用ID和UB，您可以得到結果，但是健壯的代碼將被重寫為兩者都不依賴。