Java中的char类型对于算术运算是有符号还是无符号的？

Question

Java中的char是一种16位数据类型，但在进行算术运算时它是有符号还是无符号的呢？

你能将其作为无符号16位整数用于算术运算吗？

例如，下面的表达式正确吗？

char c1;
char c2;

int i = c1 << 16 | c2;

还是必须先将c2的符号扩展位去掉？

（我确信答案已经在其他地方了，但显然搜索不到。）

- rghome

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字符是无符号的，但在位移之前会被提升为整数。 - Michael

https://dev59.com/5mEi5IYBdhLWcg3wpdjJ#21089624 - r3dst0rm

@Michael 我认为这个推广不涉及扩展最高位（因为没有符号位）。 - rghome

考虑到第二个答案在那个问题中本质上是错误的（这一点在评论中指出），我认为需要澄清这个问题（因此提出这个问题）。 - rghome

Answer 1

char是无符号的。来自JLS§4.2.1：

对于char，范围从'\u0000'到'\uffff'，即从0到65535

但请注意，当您对它们使用任何各种数学运算（包括位运算和移位运算）时，它们会根据另一个操作数的类型扩展为另一种类型，并且该其他类型可能是有符号的：

2. 扩大基本类型转换(§5.1.2)的应用是为了根据以下规则将一个或两个操作数进行转换：

   • 如果任何一个操作数是double类型，则另一个操作数被转换为double类型。

   • 否则，如果任何一个操作数是float类型，则另一个操作数被转换为float类型。

   • 否则，如果任何一个操作数是long类型，则另一个操作数被转换为long类型。

   • 否则，两个操作数都被转换为int类型。

例如，char + char是int类型，因此:

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        char a = 1;
        char b = 2;

        char c = a + b;          // error: incompatible types: possible lossy conversion from int to char
        System.out.println(c);
    }
}

关于位扩展，如果我们按照上面的链接进行原始类型扩展：

将char类型零扩展为整数类型T的扩展转换将表示char值的表示零扩展以填充更宽的格式。

所以char 0xFFFF变成了int 0x0000FFFF，而不是0xFFFFFFFF。

- T.J. Crowder

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谢谢：我感觉文档中指定数字范围的方式（如unicode转义）并没有让人清楚地了解字符在算术上是如何处理的。关键问题是扩展发生的方式。第15位是否被传播？ - rghome

@rghome - 已更新答案结尾。不是符号扩展，而是0扩展。 - T.J. Crowder

Answer 2

来自规格：

对于char类型，范围是从'\u0000'到'\uffff'，即从0到65535。

由于它是16位的，这意味着它们是无符号的。

- Federico klez Culloca