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为什么打印char有时会在C中打印4个字节的数字

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为什么使用printf在屏幕上打印十六进制char表示有时会打印一个4字节的数字？

这是我写的代码

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include<stdio.h>

int main(void) {
    char testStream[8] = {'a', 'b', 'c', 'd', 0x3f, 0x9d, 0xf3, 0xb6};

   int i;
    for(i=0;i<8;i++){
      printf("%c = 0x%X, ", testStream[i], testStream[i]);
    }

    return 0;
}

以下是输出：

a = 0x61, b = 0x62, c = 0x63, d = 0x64, ? = 0x3F, � = 0xFFFFFF9D, � = 0xFFFFFFF3, � = 0xFFFFFFB6
c

5 回答

  • 1

    char 似乎已在您的系统上签名 . 使用整数的标准"two's complement"表示，具有最高有效位设置意味着它是负数 .

    为了将 char 传递给像 printf 这样的vararg函数，它必须扩展为 int . 要保留其值，符号位将复制到所有新位（ 0x9D → 0xFFFFFF9D ） . 现在 %X 转换期望并打印 unsigned int ，您可以看到负数中的所有设置位而不是减号 .

    如果您不想这样，则必须使用 unsigned char 或将其传递给 unsigned char ，并将其传递给 printf . 与 signed char 相比， unsigned char 没有额外的位，因此具有相同的位模式 . 当无符号值被扩展时，新位将为零，并且您首先得到预期的值 .

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  • 5

    从C标准（C11 6.3.2.1/8） %X 的描述：

    unsigned int参数在样式dddd中转换为无符号八进制（o），无符号十进制（u）或无符号十六进制表示法（x或X）;字母abcdef用于x转换，字母ABCDEF用于X转换 .

    您没有提供 unsigned int 作为参数1，因此您的代码会导致未定义的行为 .

    在这种情况下，未定义的行为表现为 printf 的实现，为 %X 编写代码，就像你只传递 unsigned int 一样 . 您所看到的是 unsigned int 值，其具有与您作为参数给出的负整数值相同的位模式 .

    还有另一个问题，有：

    char testStream[8] = {'a', 'b', 'c', 'd', 0x3f, 0x9d, 0xf3, 0xb6};

    在您的系统上， char 的范围是 -128 到 +127 . 但是 0x9d ，即 157 ，超出了 char 的范围 . 这会导致实现定义的行为（并可能引发信号）;这里最常见的实现定义是将选择与 (unsigned char)0x9d 具有相同位模式的 char .

    1虽然它表示 unsigned int ，但此部分通常被解释为表示允许带符号的 int 或任何较低等级的参数，并且具有非负值 .

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  • 0

    在您的计算机上，默认情况下会签署 char . 将类型更改为 unsigned char ，您将获得您期望的结果 .

    A Quick explanation on why this is

    在计算机系统中，MSB（最高有效位）是具有最高值的位（最左位） . 数字的MSB用于确定数字是正数还是负数 . 即使 char 类型长度为8位， signed char 也只能使用7位，因为第8位确定其是正还是负 . 这是一个例子：

    Data Type: signed char
  Decimal: 25
   Binary: 00011001
           ^
           |
           --- Signed flag. 0 indicates positive number. 1 indicates negtive number

    因为 signed char 使用第8位作为有符号标志，所以它实际用于存储数字的位数是7位 . 您可以以7位存储的最大值是127（ 7F ，十六进制） .

    为了将数字从正数转换为负数，计算机使用称为二重符号的东西 . 工作原理是所有位都被反转，然后 1 被添加到值中 . 这是一个例子：

    Decimal: 25
 Binary: 00011001

Decimal: -25
 Binary: 11100111

    当你声明 char testStream[8] 时，编译器假设你想要 signed char . 当您分配了 0x9D 或 0xF3 的值时，这些数字大于 0x7F ，这是可以容纳7位有符号字符的最大数字 . 因此，当您尝试 printf 屏幕的值时，它会扩展为 int 并填充 FF .

    我希望这个解释能够解决问题！

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  • 1

    char 在您的平台上签名：第6个字符的初始化程序 0x9d 大于 CHAR_MAX （157> 127），它被转换为 char 作为负值 -99 （157 - 256 = -99）存储在 textStream 中的偏移 5 处 .

    将 textStream[5] 作为参数传递给 printf 时，它首先被提升为 int ，值为 -99 . printf 实际上希望 "%X" 为 "%X" 格式说明符 .

    在您的体系结构上， int 是32位，2的补码表示负值，因此 -99 作为 int 传递的值被解释为 4294967197 （2 ^ 32-99），其十六进制表示为 0xFFFFFF9D . 在不同的架构上，它可能是别的东西：在16位DOS上，你会得到 0xFF9D ，在64位Cray上你可能得到 0xFFFFFFFFFFFFFF9D .

    为避免这种混淆，您应该将 printf 的操作数转换为 (unsigned char) . 尝试用此替换你的 printf ：

    printf("%c = 0x%2X, ", (unsigned char)testStream[i], (unsigned char)testStream[i]);
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  • 1

    这里似乎发生的是隐式char - > int - > uint cast . 当正char被转换为int时，没有任何不好的事情发生 . 但是如果负的字符如0x9d，0xf3，0xb6转换为int将使它们保持负值，因此它们变为0xffffff9d，0xfffffff3,0xffffffb6 . 不是实际值没有改变，即0xffffff9d == -99和0x9d == -99 . 要正确打印它们，您可以将代码更改为

    printf("%c = 0x%X, ", testStream[i] & 0xff, testStream[i] & 0xff);
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