为什么有符号字符可以保存比 127 更大的值？

Question

int main()
{
    char MCU = 0b00000000;
    char al_av = 0b10100000;

    // Before bit operation
    cout << "MCU = " << int(MCU) << endl;

    MCU = MCU | al_av;

    // After the bit operation
    cout << "MCU = " << int(MCU) << endl;   // Expected 160, got -96

    char temp = 160;

    cout << temp;   // got the a with apostrophe

    return 0;
}

我预计char temp 的输出是负数（或警告/错误），因为 160 超出了 [-127,127] 区间，但结果却是 ASCII 表中的那个（a带撇号)

在cpp reference:

char - 可以在目标系统上最有效地处理的字符表示类型（与有符号字符或无符号字符具有相同的表示和对齐方式，但始终是不同的类型）

我不明白用斜体写的内容（我也不确定它对这个问题有多大帮助）。有没有隐式转换？

Answer 1

为什么 signed char 可以保存比 127 更大的值？

不能。

char x = 231;

这里有一个（隐式）整数转换：231 是一个int 类型的prvalue，在转换为char 之前取值-25（在您的系统）。您可以使用-Wconstant-conversion 要求您的编译器警告您。

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char - 可以在目标系统上最有效地处理的字符表示类型（与有符号字符或无符号字符具有相同的表示和对齐方式，但始终是不同的类型）

我看不懂斜体写的是什么

这与类型可以容纳什么无关，它只确保char、signed char和unsigned char这三种类型具有共同的属性。

Answer 2

从 C++14 char，如果 signed，必须是 2 的补码类型。这意味着它的范围是至少 -128 到+127。重要的是要知道范围可能大于此，因此假设大于 127 的数字不能存储在char 中是不正确的，如果signed。使用

std::numeric_limits<char>::max()

在您的平台上获得真正的上限。

如果您为char 分配了一个大于此值的值，而char 是signed，那么您的代码行为是由实现定义的。通常，这意味着 环绕 为负数，这实际上是签名 char 类型的普遍行为。

还要注意 ASCII 是 7 位编码，所以说 0 - 127 范围之外的任何字符都是 ASCII 是错误的。另请注意，ASCII 不是 C++ 支持的唯一编码。还有其他的。

最后，不同的类型：即使char 是signed，它也是与signed char 不同的类型。这意味着代码

int main() {
    char c;
    signed char d;
    std::swap(c, d);
}

总是会导致编译错误。

Answer 3

char temp = 160;

实际上是负数。关键是 cout 支持非 ASCII 字符，因此它将其解释为非负数。 cout 可能在使用它之前将其强制转换为无符号字符（或任何无符号整数类型）。

如果你使用 printf 并告诉它把它解释为一个整数，你会看到它是一个负值。

printf("%d\n", temp); // prints -96