不是按位运算符打破无符号整数？

Question

我试图让 C 将倒转无符号整数解释为无符号整数。 如何在不将 C 解释为二进制补码的情况下反转无符号数的位？

每当我有一个无符号整数并将其用作按位非运算符的操作数时，它根据二进制补码计算为负数。但是根据定义我使用的是无符号整数，一个不应该有符号的数字。

下面是我的沙盒代码。我目前使用的是 GCC 版本 9.1.1。

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

int main(){
   uint8_t x = 1;//0000 0001
   printf("NOT(%d) == %d", x, ~x);//1111 1110
}

我想要 254 (1111 1110) 的输出，但 C 将该值解释为二进制补码，所以我得到 -2。有没有办法让 C不将倒置字节解释为二进制补码？

Answer 1

在 C 中，当在表达式中使用比int 窄的整数时，它会自动提升为int。因此，在~x 中，uint8_t 会自动转换为int，然后按位执行~，然后将结果作为int 传递给printf。所以打印的是反转 int 的所有位的结果，而不仅仅是 uint8_t 的位。

要获得uint8_t 结果，请将表达式转换为uint8_t：

printf("NOT(%d) == %d", x, (uint8_t) ~x);

请注意，在执行uint8_t 转换后，该值会再次自动提升为int，因此printf 在任何一种情况下都会收到int。但是，转换会将值减少为可在 uint8_t 中表示的值，这就是将要打印的值。

但是，到uint8_t 的转换使用int 作为源类型，因此~x 的位将根据实现的int 格式进行解释。要在不依赖 int 格式的情况下获取 ~x 的低位，可以使用 & 0xff 提取它们，而不是使用强制转换：

printf("NOT(%d) == %d", x, ~x & 0xff);

或者，您可以对unsigned 值而不是int 值执行按位~：

printf("NOT(%d) == %d", x, (uint8_t) ~ (unsigned) x);