内存的字节读取：“signed char *”与“unsigned char *”答案

【问题标题】：Bytewise reading of memory: "signed char *" vs "unsigned char *"内存的字节读取：“signed char *”与“unsigned char *”
【发布时间】：2012-01-13 05:21:50
【问题描述】：

通常需要一次从内存中读取一个字节，就像在这个幼稚的 memcpy() 实现中一样：

void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n)
{
    char *from = (char *)src;
    char *to   = (char *)dest;

    while(n--) *to++ = *from++;

    return dest;
}

但是，我有时会看到人们明确使用 unsigned char * 而不仅仅是 char *。

当然，char 和 unsigned char 可能不相等。但是在按字节读取/写入内存时，使用char *、signed char * 或unsigned char * 是否有区别？

更新：实际上，我完全知道c=200 可能具有不同的值，具体取决于c 的类型。我在这里要问的是为什么人们有时在读取内存时使用unsigned char * 而不仅仅是char *，例如为了将uint32_t 存储在char[4] 中。

【问题讨论】：

“但它有什么不同吗？” - 有什么区别？
米奇：好点子，现在已经修好了。
unsigned char 更清楚地表示处理的是原始字节，而不是字符，即使二进制值相同并不重要。

标签： c++ c coding-style char unsigned-char

【解决方案1】：

您应该使用unsigned char。 C99 标准规定 unsigned char 是唯一保证密集（无填充位）的类型，并且还定义您可以通过将任何对象（位域除外）复制到 unsigned char 数组中来精确复制它，即对象表示，以字节为单位。

对我来说，明智的解释是，如果您使用指针以字节形式访问对象，则应使用unsigned char。

参考：http://blackshell.com/~msmud/cstd.html#6.2.6.1（来自 ~~C1x 草稿~~ C99）

【讨论】：

【解决方案2】：

这是 C++ 与 C 不同的一点。一般来说，只有 C 保证原始内存访问适用于unsigned char； char 可能有符号，并且在 1 的补码或有符号幅度机器上，-0 可能会自动转换为 +0，从而更改位模式。为了出于某种原因（我不知道），C++ 委员会扩展了保证支持透明复制（位模式不变）到char，如还有unsigned char；在 1 的补码或有符号幅度上机器，实现者别无选择，只能说清楚char 未签名，以避免此类副作用。（当然，大多数今天的程序员无论如何都不关心这些机器。）

不管怎样，最终的结果是那些来自 C 语言的老程序员背景（并且可能实际上已经在 1 的补码或签名幅度机）将自动使用unsigned char。它是也是为字符数据保留纯 char 的常见约定唯一的是，signed char 用于非常小的整数值，并且 unsigned char 用于原始内存，或用于位操作。这样的规则允许读者区分不同的用途（只要虔诚地遵循它）。

【讨论】：

+1，尤其是最后一部分，我一直看到unsigned chars 与“原始内存”相关联。
我想每次你在上面说“2的补码”时，你的意思是“1的补码”。但它也是在 C 中实现定义的，对于 2 的补码类型，由符号位 1 和所有其他位 0 组成的值是否是陷阱值（如果不是，那么它当然是该类型的最小值）。因此，如果 char 被签名，甚至可能有一些 2 的补码硬件在某处由 char 复制将失败。
我会加倍史蒂夫杰索普。我们现在都使用 2 的补码机器
@SteveJessop 是的。它开始是一个错字，它被重复了。（但我从未见过陷入最大负值的 2 的补码机器。虽然这会使生活变得更轻松：-INT_MIN 不是int 的合法值这一事实意味着您必须支付在转换例程中得到很多关注。）
感谢您的详尽回答！这正是我正在寻找的（我曾经读过关于 1 的补码的问题，但已经忘记了）。

【解决方案3】：

在您的代码示例中没有区别。但是如果你想显示/打印字节的值而不是它（因为最高位的解释不同），unsigned char 似乎更合适

【讨论】：

【解决方案4】：

这取决于你想在 char 中存储什么。有符号字符的范围是 -127 到 127，而无符号字符的范围是 0 到 255。

对于指针运算没关系。

【讨论】：

【解决方案5】：

#include<stdio.h>
#include<string.h>

int main()
{

unsigned char a[4]={254,254,254,'\0'};
unsigned char b[4];
char c[4];

memset(b,0,4);
memset(c,0,4);

memcpy(b,a,4);
memcpy(c,a,4);
int i;
for(i=0;i<4;i++)
{
    printf("\noriginal is %d",a[i]);
    printf("\nchar %d is %d",i,c[i]);
    printf("\nunsigned char %d is %d \n\n",i,b[i]);
}

}

输出是

original is 254
char 0 is -2           
unsigned char 0 is 254 


original is 254
char 1 is -2
unsigned char 1 is 254 


original is 254
char 2 is -2
unsigned char 2 is 254 


original is 0
char 3 is 0
unsigned char 3 is 0

所以这里 char 和 unsign 都具有相同的值，所以在这种情况下无关紧要

编辑

如果您将任何内容读取为已签名的字符，那么在这种情况下，最高位也会被复制，所以没关系

【讨论】：

我不会对其他答案投反对票，但是proof by one working example 不是与 C 一起使用的一种方式，那么我们只是在谈论一种实现，更糟糕的是，也许只是它的那个版本.
@kaizer.s我也不想鼓励您对此投反对票，只是一般性评论。
@Christian：我不明白你的观点。总的来说，我认为堆栈上的反对票太少，很少有人这样做，如果我弃权一次，也不会发生什么奇怪的事情。
@kaizer.se 我不是说你应该这样做，这当然是你的决定，只是不要因为错误的原因（比如政治正确或诸如此类）而克制它，这会使投票系统变得荒谬。