为什么将数字符号转换为无符号类型时会对其进行扩展？

Question

我正在研究 C 如何按位模式将数据存储在内存中。
但是，在printf 格式方面，我遇到了一些问题。

我已将变量保存为-10（我确实了解二进制补码） 另一个变量为246。这两个变量的位模式为11110110（即0xF6）。

我试图在printf 中使用unsigned int 十六进制格式打印出一个值。

char a = -10; 
unsigned char b = 246;

printf("a : %x , b : %x\n" , (unsigned int) a, (unsigned int) b);
//a : fffffff6 , b : f6

两个整数具有相同的位模式0xF6。但是，如果我确实将类型转换为unsigned int，结果会有所不同。结果是0xFFFFFFF6 对应a，而b 保持不变。

对于有符号字符，在我看来，类型转换过程使unsigned char 变成一个整数，并用 1 填充所有空位。

这是因为他们的签名吗？或者这只是未定义的行为？

Answer 1

在这个表达式中

(unsigned int) a

整数提升应用于对象a。

来自 C 标准（6.3.1.1 布尔值、字符和整数）

2 以下可以在表达式中使用 int 或 可以使用无符号整数：

- 具有整数类型的对象或表达式（除了 int 或 unsigned int) 其整数转换等级小于或等于 int 和 unsigned int 的等级。

— _Bool、int、signed int 或 unsigned int 类型的位域。

如果一个 int 可以表示原始类型的所有值（受限制 通过宽度，对于一个位域），该值被转换为一个 int； 否则，它将转换为无符号整数。这些被称为 整数促销。 58) 所有其他类型都被整数不变 促销活动。

和

3 整数促销保留价值，包括符号。正如所讨论的 早些时候，“普通”字符是否被视为已签名是 实现定义。

如果您希望在转换后的结果对象中将字符对象表示为具有unsigned char 类型，那么您必须编写

(unsigned char) a

由于提升的表达式(unsigned char) a 的值可以用unsigned int 类型表示，因此不需要第二次转换（到unsigned int）。如果值在两种类型中都表示，则 C 标准允许使用 int 类型的参数而不是 unsigned int 类型的参数。你可以写

printf("a : %x , b : %x\n" , (unsigned char) a, (unsigned int) b);