ARM上char类型问题

本文深入探讨了C语言中char类型的符号性和无符号性,解释了不同编译器和处理器如何影响char类型的选择。通过具体代码示例展示了在不同环境下char类型的行为差异,并强调了在代码中正确声明char类型的重要性,以避免潜在的错误和兼容性问题。

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C标准表示char类型可以带符号也可以不带符号,由具体的编译器、处理器,或由它们两者共同决定到底char是带符号合适还是不带符号合适。大部分体系结构上,char默认是带符号的,它可以自-128到127之间取值。但也有一些例外,比如ARM体系结构上,char就是不带符号的,它的取值范围是0~255。

举例来说,默认char不带符号,下面的代码实际会把255而不是-1赋予i:
char i = -1;
而另一种机器上(微软WINCE),默认char带符号,就会确切地把-1赋予i。如果程序员本意是把-1保存在i中,那么前面的代码就该修改成:
signed char i = -1;
另外,如果程序员确实希望存储255,那么代码应该如下:
unsigned char = 255;
如果你在自己的代码中使用了char类型,那么你要保证在带符号和不带符号的情况下代码都没问题。如果你能明确要用的是哪一个,那么就直接声明它。

consider this simple program:

    > int main(void)
    > {
    >     char i = -1;
    >     printf("%d\n", i);
    >     return 0;
    > }

The print out is 255 in stead of -1, unless I define i as
signed char i;
then I get the “-1” print out.

The above code is actually buggy in that it assumes that the type “char” is equivalent to “signed char”. The C standards do say that “char” may either be a “signed char” or “unsigned char” and it is up to the compilers implementation or the platform which is followed. It is difficult to detect this code at compile time, since GCC does not issue any warnings. The only way to detect it is either by visual examination of the code, or by actually running it and finding a problem.

This causes problems on ARM based machines since “char” is of the “unsigned” variety, which allows the compiler to generate faster, more efficient code. ARM is not alone in this - SGI Mips running IRIX also encounters this problem.

However, dispite the lack of warning for the above case, GCC does warn with the following code:

        {
                char foo;
                foo = bar();
                if (foo == -1) {
                        ...
                }
        }

Code like the above will generate a compiler warning, which will be one of the following depending on the actual test used:
warning: comparison is always 0 due to limited range of data type
warning: comparison is always 1 due to limited range of data type
Please note however that the above warnings are not issued if “char” is “signed” and therefore can be difficult to pick up when compiling in such an environment.

下表说明了armcc和gcc编译器对arm文件所使用的数据类型的映射。
这里写图片描述

<think>嗯,用户问的是C语言中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分为有符号和无符号两种。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 char和unsigned 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_MIN和CHAR_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,尤其是在处理字符和整数转换时,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和无符号的情况,解释取值范围的计算方法,并给出实际例子和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char(signed 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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