C语言 char 和 signed char的区别

在STM32项目的开发过程遇到一个奇葩的问题,测试代码如下:

    char _char =-1;

    if(_char!=-1)
    {
        pr_dbg("_char!=-1\r\n");
    }
    else
    {
        pr_dbg("_char==-1\r\n");
    }

结果输出:

1048	[dbg]	main        	83	_char!=-1

同时编译器也会给出如下警告:

..\USER\main.c(70): warning:  #68-D: integer conversion resulted in a change of sign
          char _char =-1;
..\USER\main.c(87): warning:  #514-D: pointless comparison of unsigned integer with a negative constant
      if(_char!=-1)

整数转换导致一次符号改变

“无符号整数与负常量的无意义比较”。 

继续追究

signed char signed_char =-1;
char _char =-1;
		
pr_dbg("signed_char=%d %X\t_char=%d %X\r\n",signed_char,signed_char,_char,_char);
pr_dbg("sizof(signed char)=%d\t sizof(char)=%d\r\n",sizeof(signed_char),sizeof(_char));

if(signed_char!=-1)
{
  pr_dbg("signed_char!=-1\r\n");
}
else
{
  pr_dbg("signed_char==-1\r\n");
}

输出结果:
    1047	[dbg]	main        	72	signed_char=-1 FFFFFFFF	_char=255 FF
    1048	[dbg]	main        	74	sizof(signed char)=1	 sizof(char)=1
    1049	[dbg]	main        	82	signed_char==-1

在keil 5中的编译测试结果如下:

这里就能直观的看出,汇编语言赋值的值不一样。signed_char扩展到了通用寄存器R4中,以32位的-1值存储。 而 _char却不是。

char 和signed char 两个变量并不是一样的。

总结:

1、char 在Keil编译器中被当作成了无符号的8位整数处理了。

2、char变量避免与负值算术、逻辑运算。

2、对于不同的编译器,对变量的编译处理方式有可能存在差异,建议使用统一头文件 stdint.h

3、char一般用于存储字符数据,数值常量避免使用,用signed char和unsigned char代替,stdint.h定义了int8_t和uint8_t.

 

<think>嗯,用户问的是C语言char类型的取值范围。首先,我需要回忆一下C语言的基本数据类型。记得char类型是用来存储字符的,但本质上它其实是一个整数类型,占用1个字节的内存,也就是8位二进制数。 接下来要考虑的是char分为有符号无符号两种。C语言标准里说,默认情况下char是否有符号取决于编译器的实现,这点可能会影响取值范围。比如,在GCC中,char默认是有符号的,而在其他编译器里可能不同。所以需要区分signed charunsigned char。 对于signed char,因为是8位,最高位是符号位,所以范围应该是从-128到127。这里可能会有疑问,为什么负数能到-128而不是-127?这是因为二进制补码的表示方法中,负数的范围会比正数多一个,所以最小值是-2^(n-1),而最大值是2^(n-1)-1,这里n=8,所以是-128到127。 而unsigned char没有符号位,所以全部8位都用来表示数值,范围是0到255。这个应该没问题,因为2^8=256,所以最大是255。 不过用户可能还会关心如何在实际编程中确定特定平台上char的符号性。这时候可以提到使用limits.h头文件中的CHAR_MINCHAR_MAX宏来判断。比如,如果CHAR_MIN是0,那么就是unsigned,否则是signed。 另外,可能需要提醒用户注意不同平台或编译器之间的差异,尤其是在处理字符整数转换时,可能会因为char的符号性导致意外的结果。例如,将char类型的值超过127时,如果是有符号的,可能会变成负数,引发错误。 总结一下,回答的时候需要分清楚有符号无符号的情况,解释取值范围的计算方法,并给出实际例子如何查看当前系统的char类型范围的方法。这样用户不仅能知道理论值,还能应用到实际编程中。</think>在C语言中,`char`类型的取值范围可以通过以下步骤理解: --- ### 1. **基本特性** - `char`类型占用 **1字节(8位)** 内存 - 本质是整数类型,用于存储字符(ASCII码) --- ### 2. **取值范围分类** #### (1) **有符号charsigned char)** - 最高位为符号位(0表示正,1表示负) - **范围**:$-2^{7}$ 到 $2^{7}-1$ - 即:$-128$ 到 $127$ - 二进制补码表示: - 最小值:`10000000`(二进制)→ $-128$ - 最大值:`01111111`(二进制)→ $127$ #### (2) **无符号char(unsigned char)** - 所有位用于表示数值 - **范围**:$0$ 到 $2^{8}-1$ - 即:$0$ 到 $255$ - 二进制表示: - 最小值:`00000000` → $0$ - 最大值:`11111111` → $255$ --- ### 3. **编译器默认行为** - C标准未规定默认的`char`是否有符号,取决于编译器: - **GCC**:默认`signed char` - **ARM编译器**:可能默认`unsigned char` - 可通过编译选项调整(如GCC的 `-fsigned-char` 或 `-funsigned-char`) --- ### 4. **验证方法** 使用C标准库 `<limits.h>` 中的宏: ```c #include <stdio.h> #include <limits.h> int main() { printf("有符号char范围: %d 到 %d\n", SCHAR_MIN, SCHAR_MAX); printf("无符号char最大值: %u\n", UCHAR_MAX); return 0; } ``` --- ### 5. **应用注意事项** - **字符处理**:ASCII码范围是$0$到$127$,可用有符号或无符号存储 - **数值计算**:若需存储$0$到$255$的值,需显式声明`unsigned char` - **溢出风险**:有符号char超过$127$会变为负数(例如`200`会被解释为`-56`) --- ### 总结 | 类型 | 取值范围 | 存储方式 | |---------------|-------------------|------------| | `signed char` | $-128$ 到 $127$ | 二进制补码 | | `unsigned char` | $0$ 到 $255$ | 纯二进制 | 实际编程中应根据需求显式选择`signed`或`unsigned`以保证代码可移植性。
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