将签名的字符存储在 unsigned int 中答案

【问题标题】：Store signed char inside unsigned int将签名的字符存储在 unsigned int 中
【发布时间】：2016-01-06 20:22:59
【问题描述】：

我有一个 unsigned int，它实际上存储了一个有符号的 int，而有符号的 int 范围从 -128 到 127。

我想将此值存储回 unsigned int 以便我可以简单地应用掩码 0xFF 并获取签名字符。

如何进行转换？

即

unsigned int foo = -100;
foo = (char)foo;
char bar = foo & 0xFF;
assert(bar == -100);

【问题讨论】：

我无法理解你的问题。
这会给您带来预期的结果还是意想不到的结果？
请注意：'char'、'signed char' 和 'unsigned char' 是三种不同的类型，其中 'char' 是否有符号，但不同（使用有符号字符并避免位操作）
像signed char bar = foo; 这样的隐式转换会产生相同的结果。
“我有一个无符号整数，实际上存储了一个有符号整数”——为什么？为什么不首先将其存储在有符号的 int 中？

标签： c data-conversion

【解决方案1】：

& 0xFF 操作将产生一个在0 到255 范围内的值。以这种方式不可能得到负数。因此，即使您在某处使用了& 0xFF，您仍然需要稍后应用转换以达到-128 到127 的范围。

在您的代码中：

char bar = foo & 0xFF;

存在到char 的隐式转换。这依赖于实现定义的行为，但这将适用于除了最深奥的系统之外的所有系统。最常见的实现定义是将unsigned char 转换为char 时应用的转换的逆。

（您的上一行 foo = (char)foo; 应该被删除）。

然而，

char bar = foo;

会产生完全相同的效果（同样，除了那些深奥的系统）。

【讨论】：

【解决方案2】：

由于unsigned int foo 值未达到-128 或127 的边界，隐式转换将适用于这种情况。但是，如果 unsigned int foo 具有更大的值，那么在将其存储在 char 变量中时，您会丢失字节，并且会在您的程序中得到意想不到的结果。

【讨论】：

C 不保证会出现这种情况。我不确定 C++，但如果你的答案是针对 C++ 的，那么你应该这么说。
据我所知，C 和 C++ 在这方面没有区别。

【解决方案3】：

回答 C，

如果您有一个unsigned int，其值是通过分配char 类型的值（其中char 恰好是有符号类型）或signed char 类型的值来设置的，其中分配的值为负，那么存储的值是分配的负值与UINT_MAX 的算术和。在我遇到的任何 C 系统上，这将远远超出（签名的）char 可表示的值范围。如果将该值转换回（有符号）char，无论是隐式还是通过强制转换，“结果要么是实现定义的，要么是实现定义的信号被引发”（C2011，6.3.1.3/3）。

以一种避免实现定义的行为的方式转换回原始char 值有点棘手（但依赖实现定义的行为可能会提供更简单的方法）。当然，屏蔽除 8 个最低值位之外的所有位并不能解决问题，因为它总是给你一个正值。此外，它假定char 是 8 位宽，原则上不能保证。它甚至不一定为您提供正确的位模式，因为 C 允许以三种不同方式中的任何一种来表示负整数。

这是一种适用于任何符合 C 系统的方法：

unsigned int foo = SOME_SIGNED_CHAR_VALUE;
signed char bar;

/* ... */

if (foo <= SCHAR_MAX) {
    /* foo's value is representable as a signed char */
    bar = foo;
} else {
    /* mask off the highest-order value bits to yield a value that fits in an int */
    int foo2 = foo & INT_MAX;

    /* reverse the conversion to unsigned int, as if unsigned int had the same
       number of value bits as int; the other bits are already accounted for */
    bar = (foo2 - INT_MAX) - 1;
}

这仅依赖于 C 本身定义的整数表示和转换的特性。

【讨论】：

【解决方案4】：

不要这样做。

强制转换为较小的尺寸可能会截断该值。从有符号转换为无符号或相反可能会导致错误的值（例如 255 -> -1）。

如果您必须使用不同的数据类型进行计算，请选择一种常见的类型，最好是有符号和长整数（32 位），并在向下转换之前检查边界（减小尺寸）。

Signed 可帮助您检测下溢（例如，当结果小于 0 时）、long int（或简单地说：int，表示自然字长）适合机器（32 位或 64 位），并且足够大用于大多数用途。

还要尽量避免公式中的混合类型，尤其是当它们包含除法 (/) 时。

【讨论】：