将`uint8_t`（从套接字读取）隐式转换为`char`是否安全？

Question

我对关于无符号到有符号的 C++ 转换规则感到困惑，反之亦然。

我正在从套接字读取数据并将其保存在std::vector<uint8_t> 中。然后我需要阅读其中的一部分 （假设它是 ASCII 数据）并将其保存在 std::string 中。这就是我正在做的：

for (std::vector<uint8_t>::const_iterator it = payload.begin() + start; it < payload.begin() + end; ++it) {
    store_name.push_back(*it);
}

如您所见，*it 返回一个uint8_t 并将其传递给std::string 的push_back 成员函数，该函数接受char - 因此发生了隐式转换。 char 实际上可能是已签名或未签名的。我不确定如果它被签名会发生什么。

我无法理解（没有双关语）这里发生的事情，以及它是否安全。

store_name.push_back(*it) 在将*it 存储到std::string 之前是否会更改其位模式？ 究竟有哪些规则来管理这一点？

我已经在网上浏览了很多地方来解释类型转换规则，但它仍然不适合我。解释将不胜感激。

编辑：换一种说法 - 一般来说，当我们将 unsigned 转换为 signed 或反之亦然时会发生什么？

unsigned char a = 50; // Inside the range of signed char
signed char b = (signed char) a;

b 中的位模式是否需要与a 中的位模式相同？或者位模式会改变吗？

还有，相反的方向呢：

a = (unsigned char) b;

再次 - 位模式是否发生变化？还是保证底层位模式保持不变，无论我们进行多少次有符号-无符号转换，只要值在正确的范围内？

如果它是使用(cstyle cast) 或static_cast<> 的显式转换，还是通过赋值隐式转换，这有关系吗？

Answer 1

来自implicit conversions - Numeric Conversion/Integral conversions：

致未签名者

如果目标类型是无符号的，则结果值为 等于源值模 2n 的最小无符号值，其中 n 是用于表示目标类型的位数。那是， 取决于目标类型是更宽还是更窄，有符号 整数被符号扩展[脚注 1] 或被截断和无符号 整数分别被零扩展或截断。

签名人

如果目标类型是有符号的，则值不会改变，如果 源整数可以用目标类型表示。否则 结果是实现定义的（C++20 前）唯一值 目标类型等于源值模 2n 其中 n 是 用于表示目标类型的位数。 （自从 C++20)。 （请注意，这与有符号整数算术不同 溢出，未定义）。

因此，对于范围内的值，不应进行转换。否则，我将其解释为您的机器将值表示为二进制补码，转换为无符号的位（从 C++20 也转换为有符号）和在 C++20 之前定义的实现没有变化。 （我不知道为什么，但我假设大多数编译器不会更改值，即使它们被允许这样做）。

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关于 cstyle-cast 与 static-cast：cstyle-cast 执行 (link)

当遇到 C 风格的强制转换表达式时，编译器 尝试将其解释为以下强制转换表达式，在此 顺序：

a) const_cast(表达式);

b) static_cast(表达式)，带有扩展名：指针或 对派生类的引用还允许强制转换为 指向明确基类的指针或引用（反之亦然），甚至 如果基类不可访问（也就是说，此转换忽略 私有继承说明符）。同样适用于将指针转换为 指向明确非虚基成员的指针的成员；

c) static_cast（带扩展）后跟 const_cast； d) reinterpret_cast(表达式);

e) reinterpret_cast 后跟 > const_cast。满足相应强制转换运算符要求的第一个选择被选中，即使它无法编译。

所以对于signed<->unsiged 转换，cstyle-cast 应该与static_cast 相同。

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对于隐式转换 (implicit conversions - Order of the conversions)

隐式转换序列包含以下内容，按此顺序：

1. 零个或一个标准转换序列；
2. 零次或一次用户定义的转换；
3. 零个或一个标准转换序列。

，在哪里

一个标准的转换序列由以下组成，在这个 顺序：

1. 从以下集合进行零次或一次转换：左值到右值 转换、数组到指针的转换和函数到指针的转换 转换；
2. 零个或一个数字提升或数字转换；
3. 零或一函数指针转换； (C++17 起) 4) 零或一 资格调整。

数字转换又是顶部引用的转换。

static_cast 本身使用隐式转换和用户定义转换 (link) 的组合在类型之间进行转换。所以隐式和显式之间应该没有任何区别。