C语言中关于char类型存储的分析以及signed与unsigned的区别

悠悠 2022-07-11 04:16 354阅读 0赞

# **char类型存储的分析**    #

#     #

# char和signed char #

大家对char类型相信一定不会陌生的ANSI C 提供了3种字符类型，分别是char、signed char、unsigned char char相当于signed char或者

unsigned  char，但是这取决于编译器！ 这三种字符类型都是按照1个字节存储的，可以保存 256个不同的值。 signed char取值范围是 -128 到 127

那么问题来的为什么signed char的取值范围是从 -128到127呢 首 先大家应该知道原码反码补码的概念以及他们之间的关系。

**------------------------------------------------------------**

**正数的原码、反码和补码相同**

**负数将原码先进行除符号位取反然后再加一就可以得到他的补码**

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现在继续，首先上面提到char可以保存256个不同的值，也就是说明他的二进制编码只能拥有8位有符号 的char占一个字 节， 最高位表示正负，其余的七位表示数值，七位二进制可以表示128个数（2^7 = 128） ，即0~127；加上符号位后，就 变成 了-127~-0,0~127，但是我们实际上char的取值范围为 -128~127,这时就会发现这个-0是什么东西，聪明人一眼就 能 看 出 来-0  和 -128有关系。。（当然不能瞎猜，我们要用事实 来证明）

首先呢计算机是以补码形式存储的  我列出-0和-128的原码反码补码

\-0 原码 1000 0000

反码 0111 1111

补码 1000 0000

\-128 原码 11000 0000

反码 10111 1111

补码 11000 0000

可以看出来这个其实根本不是-0，只是因为char类型只能存储8位二进制编码，而-128有9位，所以只能将他前 面的1截掉 ，所以给了 你一个错觉-0，这东西完全就是不存在的，你要记住他只是-128没有被截掉的那部分，但 是它还是属于-128。

**unsigned char 取值范围是 0 到 255 但是char究竟相当于signed char呢还是相当于unsigned char呢？？**

**这就是char和int的不同之处！**

**int＝＝signed int，但是char不能简单以为＝＝signed char**

**以我的编译器为例子**

**![Center][]**

他们的值完全不同，但是为什么呢。

首先列出-1的原码反码补码

\-1 原码 1000 0001

反码 1111 1110

补码 1111 1111

当为signed时可以看出来值为-1，但是当它为unsigneds时计算机只识别补码序列然后值就为255.

下面做两个小练习

1==》

#include<stdio.h>
     int main()
     {
        char a = -128;
        printf("%u\n",a);
        return 0;
    }

现在看结果

![Center 1][]

其实第一次我看到这个心情也是日了狗了。。。。

完全解释不通。。。。。

我简单说一下我的理解，如果错了指出来，我们已经知道了-128的补码序列，现在把它提出来（1000 0000 ），但是你是

希望计算 机以%u的形式打印出来，所以你要对-128的补码形式进行扩展(整形提升)，把它扩展成32位，由于扩展是根据你

自身的符号位扩 展，所以你往 它的前面加上24个1。然后%u他只是拿到你的序列将它打印出来，所以 他就打印出来我们 刚

刚 扩展出来的2进制序列， 也就是上面的 值。

\-128 整形提升后补码形式:

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0000

还有这里的%u，我们都应该知道数据在内存中是以补码形式存储的，现在%u输出也就是认为你就是无符号数，所以在%u的

角度来 讲，它直接从你的内存中拿出来的就是原码，直接输出内存中拿出来的数据.

2==》

我们再来看一个题

#include<stdio.h>
      intmain()
      {
        char a = 128;
        printf("%d\n",a);
        return 0;
      }

看看结果:

![20170611110237540][]

这里我明明要%d要打印的是128，为什么打印出来-128.编译器坏掉了？ 其实这里当你使用了%d还是发生了整形提升了，128的补码序列(1000 0000)

对它进行整形提升后是这样的

补码： 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0000

反码： 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0111 1111

原码： 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0000

那么这个序列认识么? 前面不用看它的类型时char类型，所以在char中128是不存在的，然后char的取值范围是 127 ~ -128，所以 这里直接跳到

char取值范围最小的-128去。

[Center]: /images/20220711/cba959df9db74747bc9d163aae75030a.png
[Center 1]: /images/20220711/71bf0a0f159a4af7aa6f7aff89151ee0.png
[20170611110237540]: /images/20220711/207b3d1f883642e6baeb059278e566d0.png