C - 有符号和无符号整数答案

【问题标题】：C - Signed and Unsigned integerC - 有符号和无符号整数
【发布时间】：2014-02-24 16:06:01
【问题描述】：

我正在研究 C，因为我需要将 ctypes 库导入 python 以允许键盘控制。我正在尝试了解以下代码的工作原理：

import ctypes
import time

SendInput = ctypes.windll.user32.SendInput

# C struct redefinitions 
PUL = ctypes.POINTER(ctypes.c_ulong)
class KeyBdInput(ctypes.Structure):
    _fields_ = [("wVk", ctypes.c_ushort),
                ("wScan", ctypes.c_ushort),
                ("dwFlags", ctypes.c_ulong),
                ("time", ctypes.c_ulong),
                ("dwExtraInfo", PUL)]

class HardwareInput(ctypes.Structure):
    _fields_ = [("uMsg", ctypes.c_ulong),
                ("wParamL", ctypes.c_short),
                ("wParamH", ctypes.c_ushort)]

class MouseInput(ctypes.Structure):
    _fields_ = [("dx", ctypes.c_long),
                ("dy", ctypes.c_long),
                ("mouseData", ctypes.c_ulong),
                ("dwFlags", ctypes.c_ulong),
                ("time",ctypes.c_ulong),
                ("dwExtraInfo", PUL)]

class Input_I(ctypes.Union):
    _fields_ = [("ki", KeyBdInput),
                 ("mi", MouseInput),
                 ("hi", HardwareInput)]

class Input(ctypes.Structure):
_fields_ = [("type", ctypes.c_ulong),
            ("ii", Input_I)]

# Actuals Functions

def PressKey(hexKeyCode):

    extra = ctypes.c_ulong(0)
    ii_ = Input_I()
    ii_.ki = KeyBdInput( hexKeyCode, 0x48, 0, 0, ctypes.pointer(extra) )
    x = Input( ctypes.c_ulong(1), ii_ )
    SendInput(1, ctypes.pointer(x), ctypes.sizeof(x))

def ReleaseKey(hexKeyCode):

    extra = ctypes.c_ulong(0)
    ii_ = Input_I()
    ii_.ki = KeyBdInput( hexKeyCode, 0x48, 0x0002, 0, ctypes.pointer(extra) )
    x = Input( ctypes.c_ulong(1), ii_ )
    SendInput(1, ctypes.pointer(x), ctypes.sizeof(x))


def AltTab():
    '''
    Press Alt+Tab and hold Alt key for 2 seconds in order to see the overlay
    '''

    PressKey(0x012) #Alt
    PressKey(0x09) #Tab
    ReleaseKey(0x09) #~Tab

    time.sleep(2)       
    ReleaseKey(0x012) #~Alt


if __name__ =="__main__":

    AltTab()

我不理解的部分与有符号和无符号整数有关：

int 的范围是 -32768 - 32767

unsigned int 的范围是 0 - 65535

我读到：“一个 2 字节数字可以显示的数字的总范围是 2^16，因为你有 16 位可以表示一个数字。2^16 与 65536 相同，因为我们计算从 0 开始，与 0 - 65535 相同。这显然与 unsigned int 的值相匹配，因此您可以看到这就是该类型的操作方式。”

这似乎有道理，但有一点我不明白：

1 字节 = 8 位 2 字节 = 16 位

那么为什么将 2 字节数称为 2^16 而不是 2^8？

【问题讨论】：

因为它有 16 位。每个位可以保存 2 个值，因此 2^16 个可能的数字有 2 个字节
啊，当然，谢谢。
注意：对于每个 C，byte 至少 8 位。
你在使用古老的 DOS 编译器吗？或者你正在为一些嵌入式系统编译？现代 CPU 架构有 32 位 int，可以表示 2^32 个不同的值，无符号的范围是 0 到 2^32-1，有符号的 int 的范围是 -2^31 到 2^31-1

标签： python c++ c ctypes unsigned-integer

【解决方案1】：

我不理解的部分与有符号和无符号整数有关：
int 的范围是 -32768 - 32767
unsigned int 的范围是 0 - 65535

仅供参考：int 的大小（以及它可以容纳的值）实际上可能取决于您的环境。确定整数变量类型（至少从 C99 开始）的大小（位宽）的确定方法是使用在 stdint.h 中定义的类型之一，在那里你会发现像 int8_t 和 @987654324 这样的显式类型@。通常不需要，但对于学习 C 来说只是一个有趣的事实。

不管怎样，关于你的问题。那么“为什么将 2 字节数称为 2^16 而不是 2^8”

16 表示位数。在 2 个字节中有 16 位。

2 表示每个位的可能性数量。（0 或 1）

所以 2 个字节可以表示 2^16^th 个数字，从 0000000000000000₂ 到 1111111111111111₂

【讨论】：

stdint.h 不会告诉您有关int 大小的任何信息。你想要limits.h（在极少数情况下你想要使用stdint.h 中的类型——也许在某些嵌入式软件中，但除此之外呢？）
@James 请详细说明。 limits.h 为您提供了定义类型中最大值和最小值的宏（例如 INT_MIN 和 INT_MAX）。然而，确切的宽度（位数）整数类型在stdint.h 中定义；例如 int8_t 保证 8 位有符号类型。我是说int 不能保证在每个平台上都是特定宽度，要获得保证宽度，必须使用stdint.h 中的类型。您是说这些信息不正确吗？
您说stdint.h 是一种了解变量类型大小的方法（例如int）。那是错误的。而且您通常不想在日常代码中使用stdint.h 中的类型；关于您使用它们的唯一情况是与外部事物交互时，即使那样，通常也仅在供应商提供许多其他保证的嵌入式软件中。
@James - 抱歉，如果事情是这样的，那不是我想要的。我稍微改写了一下，希望能让我想说的更清楚，以及为什么。

【解决方案2】：

一个 2 字节的数字有 16 位（2 x 8 位）。告诉您可以由给定位数表示的最高无符号数的函数是2^n-1，因此例如 8 位可以表示数字 0 到 255，16 位可以表示数字 0 到 65,535，等等。

原因很简单。考虑第一个不能用（比如说）16 位表示的数字。那将是 1 和 16 个零，因为这是具有 17 位数字的最小二进制数。那是2^16。所以可以用这种方式表示的最大数字是2^16-1。

另请注意，C 中 int 的大小取决于您的 C 编译器。它可能并不总是 2 个字节长。

【讨论】：

【解决方案3】：

2 字节数包含 16 位。它们中的每一个都可以保存 2 个值，因此它可以生成 2^16 个可能的数字，这是您可以通过它编码的不同信息的数量。

【讨论】：