负符号 8 位整数的十六进制表示答案

【问题标题】：Hexadecimal representation of a negative signed 8-bit integer负符号 8 位整数的十六进制表示
【发布时间】：2021-08-13 15:54:26
【问题描述】：

在我的程序的一部分中，我必须管理有符号的 8 位整数。我可以使用printf 和%d 格式将它们显示为小数。

但是，当涉及到十六进制表示时，负 int8_t 变量的格式不显示为 8 位十六进制 (0xXX)，而是显示为 32 位 十六进制 ( 0xFFFFFFXX)。

这是代码的 sn-p，描述了我的问题：

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

int main()
{
    int8_t value = 0;
    
    printf("t = %d = 0x%02X\n", value, value);
    t = 127;
    printf("t = %d = 0x%02X\n", value, value);
    t = -128;
    printf("t = %d = 0x%02X\n", value, value);
    
    return 0;
}

编译执行给出：

t = 0 = 0x00
t = 127 = 0x7F
t = -128 = 0xFFFFFF80

我想获得0x80 而不是0xFFFFFF80。我做错了什么？如何将带负号的 8 位整数显示为 8 位十六进制？

【问题讨论】：

标签： c hex printf

【解决方案1】：

当小于int 的整数类型被传递给像printf 这样的可变参数函数时，它们被提升类型为int。因此，值为 -1 且表示为 0xff 的 int8_t 变为值为 -1 且表示为 0xffffffff 的 int。

这就是您在使用 %x 时看到的值的原因，它期望并打印 int。要表明您正在打印char 值，请使用%hhx，它将在打印前将该值转换为char。

printf("t = %d = 0x%02hhX\n", value, value);

或者，您可以将值强制转换为 uint8_t 以更好地匹配 %x 的预期：

printf("t = %d = 0x%02X\n", value, (uint8_t)value);

【讨论】：

非常感谢您的回答。我不知道使用 printf 函数时有一个类型“转换”。我考虑了一下并尝试强制转换（int8_t），但它被覆盖了。如我所愿，您的解决方案效果很好。
如果您觉得对我的问题的编辑（添加“注意：...”）过多地复制了您的最后一部分，请告诉我，我会尽力做到关于它的东西。但是当我对自己进行编辑时，我还没有（完全）阅读您的答案。

【解决方案2】：

有问题的“符号扩展”正在发生，因为对于您的 %X 格式说明符，预期的参数类型是 int 大小，因此您的 int_8 参数在被适当提升后（以及符号扩展），然后打印为“全尺寸”无符号整数。

您可以通过在格式中添加hh长度修饰符来防止后面的部分，这表明相应的参数是char大小，因此只会打印最不重要的字节：

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

int main()
{
    int8_t value = 0;

    printf("t = %d = 0x%02hhX\n", value, value);
    value = 127;
    printf("t = %d = 0x%02hhX\n", value, value);
    value = -128;
    printf("t = %d = 0x%02hhX\n", value, value);

    return 0;
}

Further Reference

注意：正如此处的 cmets 和其他答案中所指出的，对 signed 类型的参数使用 %X 格式说明符（带或不带长度修饰符）是，形式上，未定义的行为（尽管它可能适用于绝大多数现代系统）。

为了避免这种潜在的 UB，实现目标的更好方法是显式将您的 int8_t 参数转换为无符号等效项（相同位大小 - 或 uint8_t ，在你的情况下）。然后，当应用“默认参数提升”时，将执行 无符号扩展（因为 uint8_t 的所有可能值都可以在 int 中表示);因此，无需将hh 长度修饰符添加到您的格式中，因为不会设置结果unsigned int 值的高位（添加）。

此代码以明确定义的方式给出您想要的结果：

int main()
{
    int8_t value = 0;
    printf("t = %d = 0x%02X\n", value, (uint8_t)value);
    value = 127;
    printf("t = %d = 0x%02X\n", value, (uint8_t)value);
    value = -128;
    printf("t = %d = 0x%02X\n", value, (uint8_t)value);
    return 0;
}

【讨论】：

%x 实际上期望 unsigned int 但这不是原因。整数提升作为“默认参数提升”的一部分发生，无论您为 printf 提供了什么转换说明符。
@Lundin 在 unsigned 部分是正确的，这就是为什么我说“... of int size 。 ..”
%hhx 的格式不正确 uint8_t 。 PRIx8 是。
第一段不正确。参数的提升不受格式字符串的影响。（此时编译器甚至可能不知道该格式）。而是将 默认参数提升 应用于每个参数，而不管格式字符串如何
"对于您的 %X 格式说明符，预期的参数类型是 int 大小" --> C 指定 "%X" 需要匹配 unsigned，而不是 "type is int size ”。 OP 的代码，这是 UB - 一个不错的 UB。

【解决方案3】：

这是因为整数参数的默认提升。您需要使用正确的格式说明符和强制转换：

int main(void)
{
    int8_t value = 0;
    
    printf("t = %d = %02" PRIx8 "\n", value, value);
    value = 127;
    printf("t = %d = 0x%02" PRIx8 "\n", value,(uint8_t)value);
    value = -128;
    printf("t = %d = 0x%02" PRIx8 "\n", value, (uint8_t)value);
    
    return 0;
}

https://godbolt.org/z/jMqhz5156

【讨论】：

省略号对应的参数没有转换。有 默认参数提升 可能会或可能不会导致有符号整数。例如，unsigned int 参数不会被提升。

【解决方案4】：

此代码有undefined behaviour。 %X 格式说明符的行为仅由语言标准针对unsigned int 类型的参数的情况进行定义。你提供了一个int8_t。

实际上，您可能（但不能保证）发现printf 函数试图从存储整数参数的位置读取unsigned int，并且您看到的内容对应于该位置的填充方式通过 int8_t 值。

【讨论】：

【解决方案5】：

我想要 0x80 而不是 0xFFFFFF80。

0x80表示值+128₁₀。

要将 -128 打印为 0x80 而没有未定义的行为，请不要尝试使用 "%X" 打印负数。先转换成正数。

t = -128;
// printf("t = %d = 0x%02X\n", value, value); 
printf("t = %d = 0x%02X\n", value, (uint8_t) value);

(uint8_t) value 通过添加 256 将 int8_t 转换为负值。将 uint8_t 传递给 ... 参数将转换为值在 [0...255] 范围内的 int。

"%X" 需要 unsigned。将 int 传递给读取为 unsigned 的 ... 参数是可以的，只要根据 C17dr §6.5.2.2 6 的值可以在两者（例如正）中表示。

迂腐，不要依赖 §6.5.2.2 6：

printf("t = %d = 0x%02X\n", value, (unsigned) (uint8_t) value);

【讨论】：