unsigned char 在函数调用中自动提升为int，为什么？

Question

为什么在调用函数时unsigned char 会自动提升为int？在下面的示例中，有一个 f(int) 和一个 f(char) 函数。编译器将unsigned char 参数强制为char 并调用f(char) 似乎更合乎逻辑，因为它们具有相同的位数。它改为调用f(int)，即使这意味着将参数提升为具有更多位的类型。任何指向规则定义位置的指针？标准还是编译器/平台特定？

#include <iostream>

void f( int key )
{
    std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl;
}

void f( char key )
{
    std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl;
}

int main( int argc, char* argv[] )
{
    int a = 'a';
    char b = 'b';
    unsigned char c = 'c';

    f(a);
    f(b);
    f(c);

    return 0;
}

产生这个输出：

void f(int)
void f(char)
void f(int)

Answer 1

因为unsigned char 不能用char 表示。例如，如果它们都是 8 位，并且您的 unsigned char 包含值 255，则会溢出 signed char - 并且有符号整数溢出会调用未定义的行为。无论如何，可打印字符通常预计存储在char 而不是unsigned char （C 字符串的类型是char[] 而不是unsigned char[] 等）

所以提升到int 是表示大于1 << (CHAR_BIT - 1) 的值的必要条件。

Answer 2

我相信该标准的正确派生基于以下段落，该段落位于第 13.3.3 节 最佳可行函数，即它是函数重载解析（非常复杂）规则的一部分.

(§13.3.3.2/4) 标准转换序列按其等级排序：完全匹配是比提升更好的转换，它是比转换更好的转换。除非以下规则之一适用，否则具有相同等级的两个转换序列是无法区分的：[...]

将unsigned char 转换为int 被归类为促销（在§4.5 中定义；阅读以下内容时，请注意(unsigned) char 是一个整数类型） ：

§4.5 整体促销
[...]

(§4.5/2) 整数转换等级 (4.13) 小于 int 等级的除 bool、char16_t、char32_t 或 wchar_t 以外的整数类型的纯右值可以转换为 int 类型的纯右值 if int可以表示源类型的所有值；否则，源纯右值可以转换为 unsigned int 类型的纯右值。

而将unsigned char 转换为char 不属于促销，因为它们的等级相同：

(§4.13/1) [...] char 的等级应等于signed char 和unsigned char 的等级。 [...]

它被归类为整体转换（第 4.7 节），并且如上所述，在重载解决期间，提升优于转换。

Answer 3

在 C++ 标准中，char 未定义为无符号或有符号（尽管大小为 1 字节），因此它是定义的实现。所以在你的实现中，我相信它是签名的字符，这就是它被提升的原因。

Answer 4

int 和 char 在 C 和 C++ 中的范围不同，如果是 char，它的范围是 0 到 255，如果是 int，它的范围是 65535（int 的范围会因操作系统而异）。所以编译器只是把它当作 int 对待。