比较有符号和无符号字符

Question

看起来很奇怪。我发现了误会。我将 gcc 与 char 一起用作签名字符。我一直认为在比较表达式（和其他表达式）中，如有必要，有符号值会转换为无符号值。

int a = -4;
unsigned int b = a;
std::cout << (b == a) << std::endl; // writes 1, Ok

但问题是

char a = -4;
unsigned char b = a;
std::cout << (b == a) << std::endl; // writes 0

如果不只是按位，比较运算符有什么魔力？

Answer 1

根据 C++ 标准

6 如果两个操作数都是算术或枚举类型，通常 对两个操作数执行算术转换；每个 如果指定的关系为真，则运算符应为真，并且 如果为假，则为假。

所以在这个表达式中

b == a

例子

char a = -4;
unsigned char b = -a;
std::cout << (b == a) << std::endl; // writes 0

两个操作数都转换为int 类型。结果，signed char 传播了它的有符号位，两个值变得不相等。

为了演示效果尝试运行这个简单的例子

{
    char a = -4;
    unsigned char b = -a;

    std::cout << std::hex << "a = " << ( int )a << "'\tb = " << ( int )b << std::endl;

    if ( b > a ) std::cout << "b is greater than a, that is b is positive and a is negative\n";
}

输出是

a = fffffffc'   'b = 4
b is greater than a, that is b is positive and a is negative

编辑：直到现在我才看到变量的定义必须看起来像

    char a = -4;
    unsigned char b = a;

b 定义中的负号不应该出现。

Answer 2

他们都是output 0，因为无符号值可以转换为有符号值，反之亦然（就像你说的那样）。

Answer 3

由于(unsigned) int 至少有 16 位宽，让我们将其用于教学目的：

在第一种情况下：a = 0xfffc 和 b = (unsigned int) (a) = 0xfffc

在arithmetic conversion rules之后，比较评估为：

((unsigned int) b == (unsigned int) a) 或(0xfffc == 0xfffc)，即(1)

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在第二种情况下：a = 0xfc 和 b = (unsigned char) ((int) a) 或：

b = (unsigned char) (0xfffc) = 0xfc 即，符号扩展为 (int) 并被截断

由于和int 可以表示signed char 和unsigned char 类型的范围，因此比较评估为：（零扩展与符号扩展）

((int) b == (int) a) 或(0x00fc == 0xfffc)，即(0)。

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注意：C 和 C++ 整数转换规则在这些情况下的行为方式相同。当然，我假设char 类型是 8 位的，这是典型的，但只是所需的最小值。