C++ 中带符号字符的负值计数

Question

C++ 如何处理有符号字符的负值计数？行为是否在 C++11 标准中定义？我正在使用 MinGW C++ 11 编译器。它看起来通过添加 256 将有符号值转换为无符号类型，然后打印扩展的 ASCII 字符。

signed char a=-35;
std::cout<<a;

Answer 1

根据this，选择如下重载：

template< class Traits >
basic_ostream<char,Traits>& operator<<( basic_ostream<char,Traits>& os,
                                        signed char ch );

由于signed char 不是char，a 首先使用widen 转换为char：

char_type widen( char c ) const;

所以你的代码相当于：

std::cout << std::cout.widen(c);
// or:
std::cout << std::use_facet< std::ctype<char> >(getloc()).widen(c)

如您所见，widen 采用char，因此您将在实际“扩大”之前从signed char 转换为char。

即使您从char 扩大到char，行为也是由实现定义的——标准对此不做任何保证。

Answer 2

使用类型转换为int...

std::cout << (int)a;

...或者，遵循更好的 C++ 编程风格（正如 Christian Hackl 建议的那样）：

std::cout << static_cast<int>(a);

这实际上并没有回答你的问题（霍尔特已经回答了），但显示了问题的解决方案。

Answer 3

其中大部分是必需的行为（而且大部分还不是必需的）。

具体来说，C++ 标准说 iostream 与 C 风格的输入和输出流相关联，因此 cout 与 stdout 相关联（§[narrow.stream.objects]/3）：

对象cout 控制输出到与stdout 中声明的对象stdout 关联的流缓冲区。

反过来，C 标准将窄字符输出定义为好像是通过 fputc 编写的（第 7.19.3/12 节）：

字节输出函数将字符写入流，就像通过连续调用 fputc 函数一样。

fputc 需要 (§7.19.7.3/2)：

fputc 函数将c 指定的字符（转换为unsigned char）写入stream 指向的输出流，[...]

所以，是的，转换为unsigned char 正是标准所要求的。 C 标准要求从有符号到无符号（任何整数类型，包括char）的转换以下列方式进行（第 6.3.1.3/2 节）：

否则，如果新类型是无符号的，则在新类型可以表示的最大值的基础上反复加减一，直到该值在新类型的范围内。

所以是的，它通过添加 256 转换为无符号（假设 unsigned char 可以表示从 0 到 255 的值，这是典型的）。

所以这给我们留下了标准类型尝试需要的一部分，而不是一路走来——widen 必须做的转换（§[locale.ctype.virtuals]/10）：

应用从一个 char 值或 char 值序列到相应的一个或多个 charT 值的最简单合理的转换。

由于要确切地确定什么是“合理的”有点困难，所以这可以对你的角色进行或多或少的任意映射。事实上，它显然是在不加修改的情况下将输入映射到输出（至少对于您正在编写的特定角色而言），但确实其他转换可能属于“合理”范围，并且最终很难划定一条强硬线说任何特定的转变都不“合理”。

C++（或任何其他）标准并不真正要求的另一部分是其他东西将如何解释该输出。所有语言标准都可以强制要求写入流的内容。其他东西打开该流并将其内容解释为“扩展 ASCII”（可能是 ISO 8859 变体之一）的部分显然超出了语言的控制范围（当然，或者您程序中的大部分其他内容）。