为什么在 C++ 中将 signed char 分配给 unsigned char 时从 256 中减去？

Question

在 Bjarne 的《The C++ Programming Language》一书中，给出了以下一段关于 chars 的代码：

signed char sc = -140;
unsigned char uc = sc;
cout << uc // prints 't'

1Q) 字符在我的硬件中是 1 字节（8 位）。 -140 的二进制表示是什么？是否可以使用 8 位来表示 -140。我认为在考虑签名字符时，范围保证至少为 [-127...127]。怎么可能用 8 位表示 -140？

2Q) 假设这是可能的。当 sc 分配给 uc 时，为什么我们从 uc 中减去 140？这背后的逻辑是什么？

编辑： 我写了 cout << sizeof (signed char) 并且它产生了 1（1 个字节）。我把它放在 signed char.

的字节大小上

编辑 2: cout << int {sc } 给出输出 116。我不明白这里发生了什么？

Answer 1

将 -140 分配给 signed char 的结果是实现定义的，就像它的范围一样（即参见手册）。一个非常常见的选择是使用环绕数学：如果它不适合，加或减 256（或相关的最大范围）直到它适合。

由于 sc 的值为 116，而 uc 也可以保存该值，因此转换很简单。当我们将 -140 分配给 sc.

时，不寻常的事情已经发生了

Answer 2

首先：除非你正在编写需要位表示操作的非常低级的东西 - 避免像瘟疫一样编写这种代码。它难以阅读、容易出错、令人困惑，并且经常表现出 implementation-defined/undefined 行为。

虽然要回答你的问题：

代码假定您所处的平台上类型 signed char 和 unsigned char 有 8 位（尽管理论上它们可以有更多位）。并且硬件具有 "two's complement" 行为：对具有 N 位的整数类型的算术运算结果的位表示始终为模 2^N。这也指定了如何将相同的位模式解释为有符号或无符号。现在，-140 模 2^8 是 116 (01110100)，因此位模式 sc 将成立。解释为带符号的字符（-128 到 127），这仍然是 116。

一个unsigned char也可以表示116，所以第二个赋值结果也是116。

116是字符t的ASCII code； std::cout 将 unsigned char 值（小于 128）解释为 ASCII 码。所以，这就是打印的内容。

为什么在 C++ 中将 signed char 分配给 unsigned char 时从 256 中减去？

Why subtract from 256 when assigning signed char to unsigned char in C++?

c++

char

twos-complement

bit-representation