位掩码 (char)(0xFFFFFFB8 & 0xFF) 在C语言中不起作用。

Question

我在处理位掩码或者说可能是处理了位溢出方面遇到了麻烦。

我从数据流中获取数据，它被存储在char类型的缓冲区中，而我需要访问缓冲区的特定索引。但是当我进行访问时，我得到了意外的结果。

就像下面这样：

char buffer[BUFFER_SIZE];

/* ...recv from network stream performed... */

printf("buffer[index] = 0x%x\n", buffer[index]); /* => 0xFFFFFFB8 */

char dummyChar = buffer[index] & 0x000000FF;
printf("dummyChar = 0x%x\n", dummyChar); /* => 0xFFFFFFB8 */

缓冲区是char类型。为什么我打印buffer[index]时得到32位大小？

我还将buffer[index]屏蔽为0x000000FF，但我仍然得到0xFFFFFFB8。为什么？

我只想得到0xB8，有人能告诉我怎么做吗？我非常确定它是1字节大小的。

- Park Chansung

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使用 unsigned char 而不是裸的 char。 - user824425

谢谢。现在它可以工作了！ :) - Park Chansung

最好在进行这种编程时，到处使用stdint.h类型。 - Lundin

如果你需要8位，使用uint8_t。char不能保证有8位（如果它确实有8位，那么uint8_t是由标准保证的）。 - too honest for this site

正如Olaf所写，您应该使用uin8_t，并使用printf("0x%"PRIx8"\n",buffer[index])来打印它（包括<inttypes.h>以使用它）。请参阅C99草案n1256：7.8.1。 - 12431234123412341234123

Answer 1

有两个原因：第一个是当传递比int小的整数类型时，它会自动提升为int（这可能会扩展符号位）。第二个原因是因为printf格式"%x"用于打印unsigned int值，而不是字节。

对于无符号字节（unsigned char），您应该使用修饰符hh，如"%hhx"。然后printf将知道传递的值真正是单个无符号字节，而不是完整的unsigned int。

请参见上面链接的参考文献以获取更多详细信息。

- Some programmer dude

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我尝试了你的建议，但它没有奏效。并且缓冲区的索引并不是全部都打印为0xFFFFFF。有些字节以正确的方式打印出来。当我将(buffer[index] & 0x000000FF)强制转换为(int)时，它给了我0xB8... - Park Chansung

你的链接说"%x"需要一个无符号整数，而不是一个整数。 - mch

Answer 2

您正在尝试掩盖的字符buffer[index]在您的计算机上的char类型是带符号的，因此它的值为-72。它的十六进制表示为0xB8。

当参数buffer[index]传递给printf函数时，将执行整数提升。这意味着其类型char被提升为int类型。在您的计算机上，类型int中-72的表示与类型char中-72的表示不同：

在char类型中，-72表示为0xB8。

在int类型中，-72表示为0xFFFFFFB8。

执行位与操作不会改变值：

char dummyChar = buffer[index] & 0x000000FF;

因为¹：0xFF & 0xB8 == 0xB8。字符dummyChar的值将为-72。然后将dummyChar传递给printf调用，并发生与上述描述相同的提升过程。

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¹实际情况略有不同，因为位运算符也会进行整数提升，但结果是相同的。两种类型都被提升为int，然后执行按位与操作，然后将结果隐式转换为char：

0xFFFFFFB8 & 0x000000B8 == 0x000000B8
0x000000B8 == 0xB8

保留操作前的数值不变。

- 2501

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使用%x与负值是未定义的行为。 - M.M

那是有争议的。我认为我会同意，但这不是这个问题的主题。 - 2501

@M.M，不是的，这是完全定义好的行为。-72被转换为整数-72，而十六进制中的-72是0xFFFFFFB8。 - Luis Colorado

@LuisColorado 你错了，标准明确规定%x必须提供一个unsigned int参数。这些评论不是进行深入讨论的地方。相关讨论请参见此处。 - M.M

恐怕在男性区分有符号和无符号整数之前，%x就已经出现了。您引用的参考资料比%x格式的首次出现要新，不得不遵守旧的行为（不管是定义还是未定义）真是令人遗憾。 - Luis Colorado