为什么定宽整数输出字符而不是整数？

Question

给定以下代码。

#include <cstdint>
#include <iostream>
#include <limits>

int main()
{
    int8_t x = 5;
    std::cout << x << '\n';

    int y = 5;
    std::cout << y;

    std::cin.clear();
    std::cin.ignore(std::numeric_limits<std::streamsize>::max(), '\n');
    std::cin.get();

    return 0;
}

我的输出结果是一个三叶草和数字5。如果固定宽度整数是整数，为什么会输出其数字的ASCII字符符号？

编辑：刚刚发现这种行为只发生在8位固定宽度整数上？这是编译器的行为吗？

- Wandering Fool

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std::is_same<std::int8_t, signed char>::value - Ryan Haining

Answer 1

好的，它们在某种意义上是整数，因为您可以使用它们执行8位整数算术。

但显然在您的系统上，int8_t 被实现为一个到 signed char 的 typedef。这是完全合法的，因为 signed char 也是整数，但会产生意想不到的结果，因为对于 signed char，operator<< 打印其字符符号而不是其数字值。如果有人尝试打印 signed char 的内容，其他任何结果都会很奇怪。

如果要查看您的 int8_t 的数字值，只需在打印之前进行强制转换为 int。

- Baum mit Augen

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谢谢你的回答。他们在 int8_t 上做了一件棘手的事情。 - Wandering Fool

我希望存在不透明类型定义... :( - PaperBirdMaster

Answer 2

可选的固定宽度类型，如intN_t以及其他一些类型，如uint_fast16_t、uintmax_t和intptr_t，都是内置整数类型的别名。你不知道它们实际别名的类型是什么，只知道它们必须符合文档约束。

对于“恰好8位”的情况，约束条件并不多，唯一能够为8位宽的整数类型是char类型（记住有三种）。因此，如果存在int8_t，则它必须是char或signed char的别名。

无关地，iostreams 为所有字符类型定义了 operator<< 的重载，其效果是直接将值写入输出而不是将整数格式化为十进制字符串（这样您就可以方便地写 std::cout << 'a'），并且此重载也用于 int8_t——重载决议基于类型而不是类型名称。（也许遗憾的是，有一个 专门的 ostream 重载用于 signed char；更好的做法可能是仅为 char 提供重载，并像普通整数一样处理其他类型。）这就是为什么您在系统编码中看到该值被打印为字符的原因。

如果您想要将该值格式化为字符串进行打印，只需将其转换为其中一种更宽的整数类型即可。例如，您可以使用一元加号应用标准提升： int8_t x = 5; std::cout << +x;

- Kerrek SB

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@MSalters：是的。相关措辞在C标准中，这个库组件是从中导入的。术语“带符号整数类型”是一种艺术术语，在“语言/概念/类型”中定义。 - Kerrek SB

@Kerrek SB，我从未听说过在输出中使用+x将char转换为整数。我认为它只是一个多余的一元运算符，明确说明一个值是正数？ - Wandering Fool

@WanderingIdiot：C++类型系统令人困惑地复杂。默认提升和算术转换不容忽视 :-S - Kerrek SB

@WanderingIdiot，算术运算符在操作之前会将任何比“int”更窄的整数类型提升为“int”。 - M.M

@MattMcNabb：或者根据情况使用unsigned int。 - Kerrek SB