从较小的数据类型转换为较大的数据类型，反之亦然

Question

我有这个 C 代码试图在 signed char 中存储一个 signed short。 signed char 范围是 [-128,127]，signed short 范围是 [-32768, 32767]。

signed char sChar = SCHAR_MAX;
printf("Signed Char: %d", sChar);

signed short sShort = SHRT_MAX;
printf("\nSigned Short: %d", sShort);

sChar = sShort;
printf("\nSigned Short to Signed Char: %d", sChar);

输出：

Signed Char: 127
Signed Short: 32767
Signed Short to Signed Char: -1

这是我认为在后台发生的事情。

signed short in bits: 0111       1111   1111  1111 (32767)
signed char in bits: <discarded bits>   1111  1111 (-1)

基本上它从右边复制所有位并丢弃剩余位。 TL;DR 它截断 short 以将其存储在 char 中，因此我们丢失了信息。

Question starts here. Information above was to give background.

假设我给 signed char -1 并尝试将其存储在 signed short 中。 signed short 中的值将为 -1。在二进制中，如果表示它将是：

signed char in bits:              1111  1111 (-1)
signed short in bits: 1111  1111  1111  1111 (32767)

我的问题是编译器是如何在后台将char赋值给short的？肯定不是像上面那样一对一的拷贝。我的猜测是它将位向右移动，而 ones' compliment 其余部分。

          1111 1111 // Signed Char
1111 1111 0000 0000 // Shifting bits
1111 1111 1111 1111 // Ones' complimenting the right 8 bits

Answer 1

how does compiler assigns (signed) char to short in background?

抛开底层的位机制。值被复制。

从任何数字类型转换为另一种数字类型时都会发生这种情况。

当目标类型缺少值时，结果取决于类型。使用 signed 整数类型："the new type is signed and the value cannot be represented in it; either the result is implementation-defined or an implementation-defined signal is raised" C11dr §6.3.1.3 3

如果您必须知道，符号位可能是 sign extended。

Answer 2

这不是一个完整而好的答案，因为我想睡觉，但我认为可能对你有所帮助。

我会尽快编辑。

代码

#include <stdio.h>
#include <limits.h>

#show bits
//

void printbitsc( signed char x)
{
    for(int i=sizeof(x)<<3; i; i--)
        putchar('0'+((x>>(i-1))&1));
}

void printbitss( signed short x)
{
    for(int i=sizeof(x)<<3; i; i--)
        putchar('0'+((x>>(i-1))&1));
}

//https://www.geeksforgeeks.org/little-and-big-endian-mystery/

/* function to show bytes in memory, from location start to start+n*/
void show_mem_rep(char *start, int n)  
{ 
    int i; 
    for (i = 0; i < n; i++) 
         printf(" %.2x", start[i]);
     
    printf("\n");
 
    if (start[0]==0x67)
        printf("little endian\n"); 
    else
        printf("big endian\n"); 
    
} 

int main(int argc, char const *argv[]) {

    int i = 0x01234567; 
    show_mem_rep((char *)&i, sizeof(i)); 
    
    printf("%zu\n",sizeof (signed short));
    printf("%zu\n",sizeof (signed char));

    signed char sChar = SCHAR_MAX;
    printf("Signed Char: %d\n", sChar);
    printbitsc(sChar);

    signed short sShort = SHRT_MAX;
    printf("\nSigned Short: %d\n", sShort);
    printbitss(sShort);

    sChar = sShort;

    printf("\nSigned Short to Signed Char: %d\n", sChar);
    printbitsc(sChar);
  

    signed char ssChar = SCHAR_MAX;
    printf("Signed Char: %d\n", ssChar);
    printbitsc(ssChar);

    signed short ssShort = SHRT_MAX;
    printf("\nSigned Short: %d\n", ssShort);
    printbitss(ssShort);

    ssShort=ssChar;

    printf("\nSigned Short to Signed Char: %d\n", ssShort);
    printbitsc(ssShort);


    return 0;
}

在内存中以相反顺序存储在小端数据中，即 0x01: 1 值存储在内存中：0x10:1111_0000:240 （改变一和零的顺序）

所以在第一种情况下，我们面临截断情况

ss: 0111_1111_1111_1111 7 F F F

内存中我们实际有：F F F 7

和

sc: 0111_1111 7 女

在内存中我们实际上有：F 7

现在通过分配 ss 内存的第一个元素，即 FF 将被截断并放置在 16 位 sc 位置。

F F -> F 7

现在我们实际上在内存中有：1111_1111

让我们将其转换为人类可读的数字（我将二进制补码转换为十进制）

首先拳一表示负(1:-) 现在我们通过跟踪转换算法达到 :111_1111 : minus [ not( 111_1111) + 1] = minus[(000_0000)+1] = minus [1] = -1

最后我们在 sc 变量上达到 -1。

在第二种情况下，整数提升将累积。

sc: 0111_1111 7 女

内存：F 7

ss: 0111_1111_1111_1111 7 F F F

内存：F F F 7

我们使用内存 F7 想进入 FFF7 因此必须通过添加多余的 0 将 F7 提升为 16 位长度。

这些零添加在第一个元素之后，F7 更改为 F700。

现在的问题是F700如何去16位长度的地方。

F700 -> F F F 7

之后我们面对F700一个16位长度的变量。

我们知道F700实际上代表了这些位模式：0000_0000_0111_1111 当我们用正常 printf() 阅读它时，它显示 007F.

通过简单的二进制到十进制的转换 007F 等于 127.

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从较小的数据类型转换为较大的数据类型，反之亦然

Converting from smaller data type to bigger and vice versa

c

signed

bit

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