为什么C++将无符号字符值打印为负数?

Why does C++ prints unsigned char value as negative?

本文关键字：打印 C++ 无符号 字符 为什么      更新时间：2023-10-16

我试图理解C++中的隐式转换规则，我理解当两个主要类型之间有一个操作时，"较低类型"将提升为"高级类型"，因此请说：

int a = 5;
float b = 0.5;
std::cout << a + b << "n";

应该打印 5.5，因为"a"被提升为浮点型。我还了解到无符号类型比有符号对应部分"更高类型"，因此：

int c = 5;
unsigned int d = 10;
std::cout << c - d << "n";

打印4294967291因为"c"被提升为无符号 int，并且由于无符号类型在小于零时环绕，我们得到那么大的数字。

但是对于以下情况，我不明白为什么我得到 -105 而不是正数。

#include <iostream>
int main(void) {
unsigned char a = 150;
std::cout << static_cast<int>(a - static_cast<unsigned char>(255)) << "n";
return 0;
}

我猜这段代码：

a - static_cast<unsigned char>(255)

应该产生一个正数，所以最终的转换(到 int)应该不会影响最终结果，对吗？

您缺少从unsigned char到int的(隐式)转换，该转换恰好执行-(减法)操作。 每当尝试将任何整数运算应用于某个小于int的整数类型的值时，都会发生此整数提升。

引自C++14，第5.7章

加法运算符从左到右+和-分组。通常的算术转换是针对 算术或枚举类型的操作数。

对于通常的算术转换，(特定于这种情况)

....

  • 否则，应在两个操作数上执行积分提升 (4.5)

最后，关于整体促销，第 § 4.5 章

除整数

转换的bool、char16_t、char32_t或wchar_t以外的整数类型的 prvalue 秩 (4.13) 小于 int 的秩 如果 int 可以int表示所有 源类型的值;否则，可以将源 prvalue 转换为类型为unsigned int.的 prvalue

因此，unsigned char操作数被提升为int，然后计算结果。

这里有答案显示了正在发生的事情。我不会重复。我将给你一个简单的工具来帮助你。

您可以执行以下技巧来快速查找表达式的类型：

template <class> struct Name; // purposely no definition given
Name<decltype(your_expression)> n;

这将为未定义的模板"Name"生成编译器错误，但我们真正感兴趣的是将出现在错误消息中的模板参数的类型。

例如，如果您想查看在两个unsigned char之间进行算术时得到的类型：

#include <utility>
template <class> struct Name;
auto test()
{
Name<decltype(std::declval<unsigned char>() - std::declval<unsigned char>())> n;
// or
unsigned char a{};
Name<decltype(a - a)> n2;
}

会得到你

error: implicit instantiation of undefined template 'Name<int>'

，这将向您显示表达式的类型是int

当然，这不会告诉您所涉及的规则，但这是一个快速的起点，可以查看表达式的类型或验证您对表达式类型的假设。

相关文章：