使用 %u 读取有符号字符

Question

#include <stdio.h>

int main() {
    int i,n;
    int a = 123456789;

    void *v = &a;

    unsigned char *c = (unsigned char*)v;

    for(i=0;i< sizeof a;i++) {
        printf("%u  ",*(c+i));
    }

    char *cc = (char*)v;
    printf("\n %d", *(cc+1));

    char *ccc = (char*)v;
    printf("\n %u \n", *(ccc+1));

}

这个程序在我的 32 位 Ubuntu 机器上生成以下输出。

21  205  91  7  
-51
4294967245

前两行输出我能理解 =>

• 第一行：字节在内存中的存储顺序。
• 第二行：第二个字节值的有符号值（2 的补码）。
• 第三行：为什么会有这么大的价值？

请解释输出的最后一行。为什么要添加三个字节的 1 因为(11111111111111111111111111001101) = 4294967245。

Answer 1

-51 以 8 位十六进制存储为 0xCD。 （假设2s补码二进制）

当您将它传递给 variadic function 时，例如 printf，默认参数提升发生，char 提升为 int，表示为 0xFFFFFFCD（对于 4 字节 int）。

0xFFFFFFCD 解释为int 是-51 并解释为unsigned int 是4294967245。

延伸阅读：Default argument promotions in C function calls

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请解释输出的最后一行。为什么三个字节的 1 是 添加了

这称为sign extension。当较小的有符号数被分配（转换）为较大的数时，它的有符号位会被复制以确保它代表相同的数字（例如在 1 和2s compliment 中）。

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错误的printf 格式说明符
您正在尝试使用指定 unsigned [int] 的说明符 "%u" 打印 char。与 printf 中的转换说明符不匹配的参数是 7.19.6.1 第 9 段中未定义的行为。

如果转换规范无效，则行为未定义。如果 任何参数都不是对应转换的正确类型 规范，行为未定义。

使用char 存储签名值
还要确保char 包含signed 值，明确使用signed char，因为char 可能表现为signed char 或unsigned char。 （在后一种情况下，您的 sn-p 的输出可能是 205 205）。在gcc 中，您可以使用-funsigned-char 选项强制char 表现为unsigned char。

Answer 2

显然你的编译器使用有符号字符，它是一个小端序，二进制补码系统。

123456789d = 075BCD15h
Little endian: 15 CD 5B 07

因此 v+1 给出值0xCD。当它存储在有符号字符中时，您会得到有符号十进制格式的-51。

当传递给 printf 时，包含值 -51 的字符 *(ccc+1) 首先被隐式类型提升为 int，因为像 printf 这样的可变参数函数有一条规则规定所有小整数参数都将被提升为 int ( 默认参数提升）。在此促销期间，该标志被保留。您仍然有值 -51，但对于 32 位有符号整数，这给出了值 0xFFFFFFCD。

最后，%u 说明符告诉 printf 将其视为无符号整数，因此您最终得到 42.9 亿。

这里要理解的重要部分是 %u 与实际的类型提升无关，它只是告诉 printf 如何在 提升之后解释数据。