C ++如何将两个带符号的8位数字组合成一个16位短？无法解释的结果

Question

我需要将两个带符号的 8 位 _int8 值组合成一个带符号的短（16 位）值。重要的是不要丢失标志。

我的代码是：

 unsigned short lsb = -13;
 unsigned short msb = 1;
 short combined = (msb << 8 )| lsb;

我得到的结果是-13。但是，我希望它是499。

对于以下示例，我使用相同的代码得到了正确的结果：

msb = -1; lsb = -6; combined = -6;
msb = 1; lsb = 89; combined = 345; 
msb = -1; lsb = 13; combined = -243;

但是，msb = 1; lsb = -84; combined = -84; 我期望428。

似乎如果 lsb 为负而 msb 为正，就会出现问题！ 我的代码有什么问题？计算机是如何得到这些意想不到的结果的（Win7、64位和VS2008 C++）？

Answer 1

在这种情况下，您的 lsb 包含 0xfff3。当您将其与 1

试试short combined = (msb << 8 ) | (lsb & 0xff);

Answer 2

或者使用联合：

#include <iostream>

union Combine
{
    short target;
    char dest[ sizeof( short ) ];
};

int main()
{
    Combine cc;
    cc.dest[0] = -13, cc.dest[1] = 1;
    std::cout << cc.target << std::endl;
}

Answer 3

lsb 有可能被自动符号扩展为 16 位。我注意到只有当它是负数并且 msb 是正数时你才会遇到问题，这就是你使用 or 运算符的方式所期望的。虽然，你显然在这里做了一些非常奇怪的事情。你到底想在这里做什么？

Answer 4

在将 16 位变量写入 8 位硬件寄存器时，适用于 STM8 的 Raisonanse C 编译器（可能还有许多其他编译器）会为经典 C 代码生成丑陋的代码。 注意 - STM8 是 big-endian，对于 little-endian CPU，代码必须稍作修改。读/写字节顺序也很重要。

所以，标准的 C 代码片段：

 unsigned int ch1Sum;
...
     TIM5_CCR1H = ch1Sum >> 8; 
     TIM5_CCR1L = ch1Sum; 

正在编译为：

;TIM5_CCR1H = ch1Sum >> 8; 
         LDW   X,ch1Sum 
         CLR   A 
         RRWA  X,A 
         LD    A,XL 
         LD    TIM5_CCR1,A 
;TIM5_CCR1L = ch1Sum; 
         MOV   TIM5_CCR1+1,ch1Sum+1 

太长，太慢。

我的版本：

     unsigned int ch1Sum;
...
     TIM5_CCR1H = ((u8*)&ch1Sum)[0];
     TIM5_CCR1L = ch1Sum;

编译成足够的两个MOVes

;TIM5_CCR1H = ((u8*)&ch1Sum)[0]; 
       MOV   TIM5_CCR1,ch1Sum 
;TIM5_CCR1L = ch1Sum;
       MOV   TIM5_CCR1+1,ch1Sum+1 

相反的方向：

    unsigned int uSonicRange;
...
      ((unsigned char *)&uSonicRange)[0] = TIM1_CCR2H;
      ((unsigned char *)&uSonicRange)[1] = TIM1_CCR2L;

而不是

    unsigned int uSonicRange;
...
      uSonicRange = TIM1_CCR2H << 8;
      uSonicRange |= TIM1_CCR2L;

Answer 5

您写道，您需要组合两个 8 位值。那你为什么要使用unsigned short？ 正如Dan 已经说过的，lsb 自动扩展为 16 位。试试下面的代码：

uint8_t lsb = -13;
uint8_t msb = 1;
int16_t combined = (msb << 8) | lsb;

这将为您提供预期的结果：499。

Answer 6

如果这是你想要的：

msb: 1, lsb: -13, combined: 499
msb: -6, lsb: -1, combined: -1281
msb: 1, lsb: 89, combined: 345
msb: -1, lsb: 13, combined: -243
msb: 1, lsb: -84, combined: 428

使用这个：

short combine(unsigned char msb, unsigned char lsb) {
    return (msb<<8u)|lsb;
}

我不明白您为什么希望 msb -6 和 lsb -1 生成 -6。

Answer 7

关于数据类型 (un)signed short 和 char 你应该知道的一些事情：

char 是一个 8 位的值，这就是你在寻找 lsb 和 msb 的地方。 short 长度为 16 位。

您也不应该将 signed 值存储在 unsigned 值中，除非您知道自己在做什么。

你可以看看the two's complement。它描述了 C/C++ 和许多其他编程语言中负值的表示（对于整数，而不是浮点值）。

制作自己的补码有多种版本：

int a;
// setting a
a = -a;     // Clean version. Easier to understand and read. Use this one.
a = (~a)+1; // The arithmetical version. Does the same, but takes more steps.
// Don't use the last one unless you need it!
// It can be 'optimized away' by the compiler.

---

stdint.h (with inttypes.h) 更多地是为了为您的变量提供准确的长度。如果您确实需要一个具有特定字节长度的变量，您应该使用它（在这里您需要它）。

您应该始终使用最适合您需求的数据类型。因此，您的代码应如下所示：

signed char  lsb; // signed 8-bit value
signed char  msb; // signed 8-bit value
signed short combined = msb << 8  |  (lsb & 0xFF); // signed 16-bit value

或者像这样：

#include <stdint.h>
int8_t lsb; // signed 8-bit value
int8_t msb; // signed 8-bit value
int_16_t combined = msb << 8  |  (lsb & 0xFF); // signed 16-bit value

对于最后一个，编译器每次都会使用带符号的 8/16 位值，无论您的平台上 int 的长度是多少。 Wikipedia 对 int8_t 和 int16_t 数据类型（以及所有其他数据类型）有一些很好的解释。

顺便说一句：cppreference.com 可用于查找 ANSI C 标准和其他值得了解的有关 C/C++ 的内容。