C ++和无符号类型

Question

我正在阅读C ++ Primer 5th Edition，但我不理解以下内容：

  

在无符号类型中，所有位代表该值。例如8位   unsigned char可以保存0到255之间的值。

“所有位代表值”是什么意思？

Answer 1

您应该将此与signed类型进行比较。在signed值中，一位（最高位）用于指示该值是正还是负，而其余位用于保留该值。

Answer 2

平凡可复制类型的对象的值由其中的某些位确定，而其他位则不影响其值。在C ++标准中，不影响该值的位称为填充位。

例如，考虑具有8位的类型，其中最后4位是填充位，则以00000000和00001111表示的对象具有相同的值，并进行比较。

实际上，填充位通常用于alignment和/或error detection。

了解了以上知识之后，您就可以了解这本书在说什么。它说无符号类型没有填充位。但是，该陈述是错误的。实际上，该标准仅保证unsigned char（以及signed char，char）没有填充位。以下是标准[basic.fundamental]/1的相关部分的引用：

  

对于窄字符类型，对象表示的所有位都参与值表示。

C11标准6.2.6.2/1也说

  

对于除无符号char以外的无符号整数类型，对象表示的位应分为两组：值位和填充位（后者无须再填充）。

Answer 3

这意味着所有8位都代表一个实际值，而在 signed 字符中，只有7位代表实际值，而第8位（最高有效位）代表该值的符号-正或负（+/-）。

Answer 4

例如，一个字节包含8位，而所有8位都用于从0开始计数。

对于无符号，所有位零= 00000000表示0，00000001 = 1，00000010 = 2，00000011 = 3，...直到11111111 = 255.
对于带符号的字节（或带符号的char），最左边的位表示符号，因此不能用于计数。 （我在光学上分隔最左边的位！）0 0000001 = 1，但1 0000001 = -1，0 0000010 = 2，1 0000010 = -2，依此类推，直到0 1111111 = 127，和1 1111111 = -127。在此示例中，1 0000000表示-0，它是无用的/浪费的，因此可以表示例如128。

还有其他方法可以将位编码为数字，并且某些计算机从左侧开始，而不是从右侧开始。这些详细信息是特定于硬件的，与理解“无符号”无关，仅当您想用一位将代码弄乱时才需要关心这一点（不推荐）。

Answer 5

这主要是理论上的事情。在实际硬件上，signed整数也是如此。显然，对于带符号整数，其中一些值是负数。

返回unsigned-基本上，文本所说的是无符号数的值只是1 << 0 + 1 << 1 + 1 << 2 + ...最多等于位。重要的是，不仅所有位都起作用，而且所有位组合都形成一个有效数字。 signed整数不是这种情况。因此，如果需要位掩码，则必须是unsigned类型的足够的宽度，否则可能会遇到无效的位模式。