已签名和未签名的char数据类型

Question

为什么两个值相同的字符，如signed char和unsigned char不相等？

char a = 0xfb; 
unsigned char b = 0xfb;
bool f;
f = (a == b); 
cout << f;

在上面的代码中，f 的值是0。
为什么当 a 和 b 的值相同时会出现这种情况呢？

- T.g

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我的代码运行时没有任何警告，并且输出为0。 - T.g

@raymondChen a 是 -5 -> a 很可能是-5 - Bathsheba

@Bathsheba 我认为深入探讨编程语言细节对于帮助问题提出者并没有太大意义。我们应该尝试解释观察到的行为。 - Raymond Chen

CHAR_MAX 不等于 127 且整数不是二进制补码的系统数量基本上为零。没有必要在初学者讨论中引入这种可能性。 - Raymond Chen

@RaymondChen：胡说八道。在这里提供一系列答案是合适的。我真的看不出你的观点。不要（i）对OP做出假设，也不要（ii）假设整个页面都是针对OP的。而且你上面的评论是无知的。我可以访问一个机器，其中char、short、int、long和long long都是相同大小的。 - Bathsheba

Answer 1

没有算术运算符接受小于int的整数。因此，两个char值首先被提升为int，详见整数提升。

在您的平台上，char是有符号的，因此0xfb被提升为int(-5)，而unsigned char被提升为int(0x000000fb)。这两个整数不相等。

另一方面，在[basic.fundamental]中，标准要求所有char类型占用相同的存储空间并具有相同的对齐要求；也就是说，它们具有相同的对象表示形式，并且对象表示形式的所有位都参与值表示。因此，memcmp(&a, &b, 1) == 0为true。

- Maxim Egorushkin

Answer 2

f 的值，实际上整个程序的运行结果是由具体实现定义的。

在 C++14 中（及以后版本），对于一个有符号char， 假设 CHAR_MAX 是 127，那么 a 可能是 -5。严格来说，如果 char 是有符号的并且该数字无法容纳在 char 类型中，则转换是由具体实现定义的，或引发一个由具体实现定义的信号。 b 是 251。

对于比较 a == b（保留假设 char 是一个比 int 更窄的类型），两个参数都会被转换为int，因此保留 -5 和 251。

由于这些数字不相等，因此结果是false。

最后，请注意，在平台上，char、short 和 int 都具有相同的大小时，您的代码结果将为true（并且== 将用于无符号类型）！寓意是不要混合使用不同类型。

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¹ C++14 放弃了1的补码和符号位 signed char。

- Bathsheba

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为什么是-5？我是这样计算出-3的：-127 + (251 - 127)。这不正确吗？ - pergy

@pergy。不，二进制补码不是这样工作的。它是-5。 - Bathsheba

（实际上，该答案使用值-5作为示例） - anatolyg

@anatolyg：嗯，你不能比那更好了！ - Bathsheba

"C++14取消了1的补码和有符号幅度有符号字符。我已经检查了当前的标准草案，没有找到这个内容。这是明确说明的吗，还是可以推断出来？" - geza

Answer 3

• （有符号）char 的取值范围为 [-128, 127]。（C++14 将 -127 作为下限取消了）。
• unsigned char 的取值范围为 [0, 255]。

你试图将值 251 赋给这两个变量。由于 char 无法存储该值，因此会出现值溢出，就像以下警告所示：

警告：从 'int' 转换到 'char' 时溢出，将值从 '251' 改为 ''\37777777773'' [-Woverflow]

因此，a 可能会保存值 -5，而 b 将是 251，它们确实不相等。

- pergy

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但是在输出时，a和b都打印相同的符号。 - T.g

@T.g 字符类型的打印机制解释的是底层的比特模式，而不是变量的数值。表示方式相同，但值是不同的。 - molbdnilo

@molbdnilo 谢谢，我明白了...但是由于251不在[-128,127]的范围内，所以如何将值-5赋给a？ - T.g

@T.g 我刚刚在另一个答案下问了同样的问题 :) 看看这个链接：https://dev59.com/6XNA5IYBdhLWcg3wNq8y#1049880 - pergy