Question

在C程序中，如果整数为signed integer，则最高位为1，否则为0。

让我们char和unsigned char，signed char的范围为-128至127，unsigned char为0至255，但实际上他们的十六进制范围为0x00到0xff。我现在的问题是，如果char和unsigned char使用8位二进制数存储在内存中，那么计算机本身如何知道它是signed还是unsigned？

char a = 0xff; printf("%d", a); //its result is -1.
unsigned char a = 0xff; printf("%d", a); //its result is 255.

在上面的示例中，printf如何知道0xff的值是已签名还是未签名？这仅取决于a的定义吗？

Answer 1

此处有许多相关问题，例如this一个。

您的问题不太恰当：对于signed，最高位并不总是1 - 仅当值为负时。事实上，signed或unsigned是＆＃34;类型＆＃34;归因于完全相同的位模式，以及这些位模式在比较或提升时如何解释由它们各自的类型定义。

例如：

unsigned char u = 0xFF; // decimal 255
signed char s = 0xFF; // decimal -1

您可以在最高位设置中看到两个值是如何相同的，但它们的类型不同。

编译器使用type system来了解如何解释值，程序员的任务是为值分配有意义的类型。在上面的示例中，我告诉编译器第一个0xFF应该被解释为unsigned值（另请参见包含文件limits.h），其中包含最大值：

u = 0x00; // decimal 0, CHAR_MIN
u = 0xFF; // decimal 255, UCHAR_MAX

和第二个0xFF作为signed值，具有最大范围：

s = 0x00; // decimal 0, CHAR_MIN
s = 0x7F; // decimal 127, SCHAR_MAX
s = 0x80; // decimal -127, SCHAR_MIN (note how 0x7F + 1 = 0x80, decimal 127 + 1 = -127, called an overflow)
s = 0xFF; // decimal -1

对于示例中的printf，%d告诉它期望signed int值。根据{{3}}，较小的char类型可以是符号扩展（如果它是signed类型）或零扩展（如果它是unsigned printf("%d", u); // passes a int 0x000000FF, decimal 128, to the function printf("%d", s); // passes a int 0xFFFFFFFF, decimal -1, to the function }）。完成上面的例子：

%u

更多printf格式说明符为integer promotion rules of the C language，例如{{1}}在此上下文中可能对您有用。

Answer 2

在printf()电话（和其他场合），适用整数提升规则。

编译器将给定值转换为int。这取决于char的签名（当然，编译器已知）。因此，根据char的签名，编译器通过填充0位或char的最高位来完成转换。

Answer 3

在C程序中，如果整数是有符号整数，则最高位为1，否则为0。

此声明不正确。

在C程序中，如果整数是负有符号整数，则最高位为1，否则为0.

此声明也不正确。

在使用二进制补码有符号整数的C程序中，如果整数是负有符号整数，则最高位为1，否则为0.

这是正确的。

让我们使用char和unsigned char，signed char的范围是-128到127，unsigned char是0到255，但实际上它们的十六进制在0x00到0xff的范围内。

这句话令人困惑和误导。 0xFF只是编写128的另一种方式。你也可以说“在十六进制中，有符号字符的范围是-0x80到0x7F，而签名字符是{{1转到0x00。“

现在的问题是，如果使用8位二进制数将char和unsigned char存储在内存中，计算机本身如何知道它是已签名还是未签名？

电脑不知道。您通过输入单词0xFF告诉您是否要将该内存解释为有符号数字或无符号数字。

在上面的例子中，printf如何知道0xff的值是有符号还是无符号？

离开unsigned。让我们举一个更简单的例子：

printf

会发生什么？ 128大于最大可能的有符号字符（再次假设二进制补码中有8位字符）。因此值包含到最小可能值;这变成-128。

char a = 128;

会发生什么？ 129大于 two 的最大可能签名字符。所以它包围了第二个可能的最小值，-127。

char a = 129;

三大于最大可能值，因此它包围第三个可能的最小值，-126。

....跳过几个......

char a = 130;

这比最大可能值大128，因此它包围到第128个最小可能值，即-1。

知道了吗？

好的，现在我们明白了：

char a = 255;

现在当我们说

时会发生什么

char a = 255;
unsigned char b = 255;

？我们有一个有符号整数。 int c = a; int d = b;我们已经确定已经回绕到-1，它在整数范围内，因此a变为整数-1。 c是unsigned char 255，它在整数范围内，因此b变为整数d。

255和a的内存内容相同这一事实无关紧要。根据您分配给b和a的类型，该内存被解释为数字。特别是，该位模式到整数位模式的转换完全取决于类型。

如何确定变量是有符号还是无符号

3 个答案: