关于在char变量中存储无符号char值时的类型安全

我有一个包含几个字符的

char

数组。我想将其中一个字符与

无符号字符

变量进行比较。例如：

char myarr = { 20, 14, 5, 6, 42 };
const unsigned char foobar = 133;

myarr[2] = foobar;

if(myarr[2] == foobar){
    printf("You win a shmoo!\n");
}

signed char foo = -1;
unsigned char bar = 255;

if(foo == bar){
    printf("same\n");
}

这种比较类型安全吗

我从C99标准中知道

char

、

signed char

和

unsigned char

是三种不同的类型（第6.2.5节第14段）

• 尽管如此，我是否可以安全地在

  无符号字符

  和

  字符

  之间进行转换，然后再转换回来，而不会丢失精度，也不会出现未定义（或实现定义）的行为

---

在第6.2.5节第15段中：

实现应将字符定义为具有相同的范围， 表示和行为为

有符号字符

或

无符号字符

在第6.3.1.3节第3段中：

否则，新类型已签名，且无法在其中表示值；要么结果是实现定义的，要么引发实现定义的信号

我担心如果

char

被定义为

signed char

，那么

myarr[2]=foobar

可能会导致实现定义的值无法正确转换回原始

unsigned char

值；例如，一个实现可能总是导致值

42

，而不考虑所涉及的

无符号

值

• 这是否意味着将

  无符号

  值存储在同一类型的

  有符号

  变量中是不安全的

还有什么是实现定义的信号；这是否意味着在这种情况下，实现可以简单地结束程序

---

在第6.3.1.1节第1段中：

--

long-long-int

的等级应大于

long-int

的等级，后者应大于

int

的等级，后者应大于

short-int

的等级，其等级应大于签名字符的等级

--任何无符号整数类型的秩应等于相应整数类型的秩 有符号整数类型（如果有）

在第6.2.5节第8段中：

对于具有相同符号性和不同整数转换秩的任意两个整数类型 （见6.3.1.1），整数转换秩较小的类型的值范围为a 其他类型的值的子范围

在第6.3.1节第2段中：

如果

int

可以表示原始类型的所有值，则该值将转换为

int

；否则，它将转换为无符号整数

在第6.3.1.8节第1段中：

否则，两个操作数都将转换为无符号整数类型 对应于带符号整数类型的操作数的类型

char

的范围保证与

signed char

或

unsigned char

的范围相同，这两个字符都是

int

和

unsigned int

的子范围，因为它们的整数转换秩较小

由于整数提升规则规定在求值之前，

char

、

signed char

和

unsigned char

至少提升为

int

，这是否意味着

char

可以在整个比较过程中保持其“签名性”

例如：

char myarr = { 20, 14, 5, 6, 42 };
const unsigned char foobar = 133;

myarr[2] = foobar;

if(myarr[2] == foobar){
    printf("You win a shmoo!\n");
}

signed char foo = -1;
unsigned char bar = 255;

if(foo == bar){
    printf("same\n");
}

• 当使用显式的

  （无符号字符）

  强制转换时，

  foo==bar

  是否计算为假值，即使

  -1

  相当于

  255

---

更新：

在第J.3.5节第1段中，关于哪些情况会导致实现定义的值和行为：

--将整数转换为有符号整数类型的结果或所产生的信号 当该值无法在该类型的对象中表示时（6.3.1.3）

• 这是否意味着即使是显式转换也不安全

例如，以下代码是否会导致实现定义的行为，因为

char

可以定义为有符号整数类型：

---

“这是否意味着

char

可以在整个比较过程中保持其“符号性”<代码>-1作为

签名字符

将升级为

签名整数

，该整数将保留其

-1

值。至于

无符号字符

，它在升级时也将保留其

255

值，因此是的，比较将为false。如果希望它的计算结果为true，则需要显式强制转换。

我已经测试了您的代码，但它没有将

（有符号字符）-1

和

（无符号字符）255

进行相同的比较。 您应该首先将有符号字符转换为无符号字符，因为它在操作中不使用MSB符号位

---

我对使用有符号字符类型进行缓冲区操作的经验不好。像你的问题这样的事情就会发生。然后确保在编译过程中打开了所有警告并尝试修复它们。

这与字符的内存存储方式有关，在无符号字符中，所有8位用于表示字符的值，而有符号字符仅使用7位表示数字，第8位表示符号

例如，让我们取一个更简单的3位值（我将此新值类型称为tinychar）：

通过查看此图表，您可以根据位的排列方式看到有符号和无符号tinychar之间的值差异。直到

char foo = -25;
unsigned char bar = foo;

if(foo == bar){
    printf("This line of text will not be printed.\n");
}

/* binary representation prefix: 0b */
(signed char)(-25)   = 0b11100111
(unsigned char)(231) = 0b11100111

unsigned foo = UINT_MAX;
signed bar = foo;    /* possible implementation-defined behavior */

signed char foo = -1;
unsigned char bar = 255;

if((unsigned char)foo == bar){
    printf("same\n");
}