（转） char c=128;printf("%d",c);问题

（转） 

char c=128;printf("%d",c);问题

一、文章来由

同属计算机储存，补码问题的延生~~

二、解密

答案输出是-128，为什么呢？

char型变量c中存储的是128的补码：10000000。上一篇文章已经说到，对于计算机来说，存储的都是数据的补码。

赋值给char型，debug模式下反汇编如下：

char c = 128;
00C6446E  mov         byte ptr [c],80h  

    char cc = c;
00C64472  mov         al,byte ptr [c]  
00C64475  mov         byte ptr [cc],al  
    unsigned int ui = c;
00C64478  movsx       eax,byte ptr [c]  
00C6447C  mov         dword ptr [ui],eax  
    int i = c;
00C6447F  movsx       eax,byte ptr [c]  
00C64483  mov         dword ptr [i],eax  
    double d = c;
00C64486  movsx       eax,byte ptr [c]  
00C6448A  cvtsi2sd    xmm0,eax  
00C6448E  movsd       mmword ptr [d],xmm0
   
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00C64478  movsx       eax,byte ptr [c]
   
1

使eax寄存器扩展成为 0xFFFFFF80，扩展在这一步~~

而且

00C64475  mov         byte ptr [cc],al   //char cc = c;
00C6447C  mov         dword ptr [ui],eax //unsigned int ui = c;
00C64483  mov         dword ptr [i],eax  //int i = c;
00C6448E  movsd       mmword ptr [d],xmm0 //double d = c;
   
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进一步将寄存器存到内存中

对于计算机来说

char c = -128; 
signed char c = 0x80; 
以上两句是一回事。

如下几种情况：

char c=128; 
printf(“%u\n”, c); //按%u输出，结果为 4294967168 
printf(“%d\n”, c); //按%d输出，结果为 -128 
printf(“%c\n”, c);//按%c输出，结果为空

原因：

c 是一个字符的长度，但当它被传送到printf函数的参数时，是将c按照int来扩张传给printf的。 
128 即为二进制的 1000 0000，16进制的0x80, 当它扩展为 int时，由于int可能是4个字节，所以会进行符号扩展。由于 128最高为是1，为负数，扩展为int的-128为11111111 111111 111111 1000000，即0xffffff80

而0xffffff80按照有符号的int来说，就是-128。 
而按照无符号的int来说，就是十进制的 4294967168。

    unsigned char uc=128;
    char c=128;
    printf("%d\n",uc);      //128
    printf("%d\n",c);       //-128
    printf("%u\n",uc);      //128
    printf("%u\n",c);       //4294967168
    printf("%08x\n",uc);    //0x00000080
    printf("%x\n",c);       //0xffffff80
   
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三、数据扩展

1、短数据类型扩展为长数据类型

（1）要扩展的短数据类型为有符号数

进行符号扩展，即短数据类型的符号位填充到长数据类型的高字节位（即比短数据类型多出的那一部分），保证扩展后的数值大小不变

例1：char x=10001001b; short y=x; 则y的值应为11111111 10001001b；

例2：char x=00001001b; short y=x; 则y的值应为00000000 00001001b；

（2）要扩展的短数据类型为无符号数*

进行零扩展，即用零来填充长数据类型的高字节位

例1：unsigned char x=10001001b; short y=x; 则y的值应为00000000 10001001b；

例2：unsigned char x=00001001b; short y=x; 则y的值应为00000000 00001001b；

2、长数据类型缩减为短数据类型

如果长数据类型的高字节全为1或全为0，则会直接截取低字节赋给短数据类型；如果长数据类型的高字节不全为1或不全为0，则转换就会发生错误。（这个还不确定）

事实上下面代码会输出 ‘0’

    int a = 0xAA30;
    char c = a;
    printf("%c",c);
   
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3、同一长度的数据类型中有符号数与无符号数的相互转化

直接将内存中的数据赋给要转化的类型，数值大小则会发生变化，因为以不同类型解释同一段内存数据会得到不同的数值。比如一个字节中存放的数据是11111111，以unsigned char来解释就是255，以char来解释就是-1.

根据以上规则，可以得出当char c 是一个有符号的字符变量，其内存中存储的是1000 0000，但当它被传送到printf函数的参数时，是将c按照int来进行宽度扩展后再传给printf的。

128的补码是 1000 0000，16进制是0x80, 当它扩展为 int时，由于int是4个字节，需要进行短数据类型扩展到长数据类型。由于内存中存放的是10000000，以char型来解释的话第一位为符号位，表示负数，进行符号扩展为int后，int型变量中存储的数据是：11111111 11111111 11111111 1000000，即0xffffff80。以int来解释的这四个字节的数据，其值就是-128，以unsigned int来解释的话，就是232−1−127=4294967168。

四、为什么会在前面补1？

开始的char c 是 1000 0000b，后来变成 11111111 11111111 11111111 1000000b，为什么要在前面补1呢？

或者举例，char c 是 1000 0001b，后来变成 11111111 11111111 11111111 1000001b

因为要使 -2^31+2^30+…+2^7+0+1 = -2^7+0+1 
也就是 -2^31+2^30+…+2^8 = -2*2^7 
也就是 -2^31+2^30+…+2^8+2*2^7 = 0

-2^31+2^30+…+2^8+2*2^7 
= -2^31+(2^31-1)-(2^6+2^5+…+1)+2^7 = 0

—END—