c语言中 char* 和 unsigned char* 的区别

àì夳堔傛蜴生んèń 2023-01-03 04:57 158阅读 0赞

char 和 unsigned char 的区别  
在C中，默认的基础数据类型均为signed，如定义变量为int，long等，都为有符号的。如果要定义无符号类型，必须显式地在变量类型前加unsigned。

**char vs unsigned char  
相同点：在内存中都是一个字节，8位（2^8=256），都能表示256个数字  
不同点：char的最高位为符号位，因此char能表示的数据范围是-128~127，unsigned char没有符号位，因此能表示的数据范围是0~255**

实际使用中，如普通的赋值，读写文件和网络字节流都没有区别，不管最高位是什么，最终的读取结果都一样，在屏幕上面的显示可能不一样。

但是要把一个char类型的变量赋值给int、long等数据类型或进行类似的强制类型转换时时，系统会进行类型扩展，这时区别就大了。对于char类型的变量，系统会认为最高位为符号位，然后对最高位进行扩展，即符号扩展。若最高位为1，则扩展到int时高位都以1填充。对于unsigned char类型的变量，系统会直接进行无符号扩展，即0扩展。扩展的高位都以0填充。所以在进行类似的操作时，如果char和unsigned char最高位都是0，则结果是一样的，若char最高位为1，则结果会大相径庭。

可以使用的下面的小程序验证一下：

\#include <stdio.h>  
static void func(unsigned char uc)  
\{  
char c;  
int i, j;  
unsigned int ui, uj;

c = uc;
    i = (int)c;
    j = (int)uc;
    ui = (unsigned int)c;
    uj =(unsigned int)uc;
    printf("%%c: %c, %c\n", c, uc);
    printf("%%x: %x, %x\n", c, uc);
    printf("%%u: %u, %u\n", ui, uj);
    printf("%%d: %d, %d\n", i, j);

int main(int argc, char \*argv\[\])  
\{  
func(0x80);  
func(0x7f);

return 0;

\}  
运行结果如下：  
%c: �, �  
%x: ffffff80, 80  
%u: 4294967168, 128  
%d: -128, 128

%c:,  
%x: 7f, 7f  
%u: 127, 127  
%d: 127, 127  
对于char来说，0x80用二进制表示为1000 0000，当它作为char赋值给unsigned int或 int 时，系统认为最高位是符号位，会对最高位进行扩展。而0x7F用二进制表示为0111 1111，最高位为0，不会扩展。对于unsigned char来说，不管最高位是0，还是1，都不会做扩展。

char\* 和 unsigned char*的区别  
char* 和 unsigned char\* 也具有类似的区别，如下面测试程序所示：

#include <stdio.h>
    int main(int argc, char *argv[])
    { 
        unsigned char k = 0;
        int i = -1;
        short a = -12345;
        char *p;
        unsigned char *q;
    
        printf("sizeof(i) = %d\n",sizeof(i));
        printf("sizeof(a) = %d\n",sizeof(a));
        printf("-----------------------------\n");
        printf("begin p(char):\n");
        p = (char*)&a;
        printf("a = %u | %d\n",a,a);
        for(k=0;k<sizeof(a);k++)
        { 
            printf("0x%x ",*(p++));
        }
        printf("\n");
        p = (char*)&i;
        printf("i = %u | %d\n",i,i);
        for(k=0;k<sizeof(i);k++)
        { 
            printf("0x%x ",*(p++));
        }
        printf("\n");
        printf("-1 > 0u: %s\n",(-1>0u ? "true":"false"));
        printf("-----------------------------\n");
        printf("begin q(unsigned char):\n");
        q = (unsigned char*)&a;
        printf("a = %u | %d\n",a,a);
        for(k=0;k<sizeof(a);k++)
        { 
            printf("0x%x ",*(q++));
        }
        printf("\n");
        q = (unsigned char*)&i;
        printf("i = %u | %d\n",i,i);
        for(k=0;k<sizeof(i);k++)
        { 
            printf("0x%x ",*(q++));
        }
        printf("\n");
        printf("-1 > 0u: %s\n",(-1>0u ? "true":"false"));
    
        return 0;
    }

输出结果为：  
sizeof(i) = 4  
sizeof(a) = 2  
begin p(char):  
a = 4294954951 | -12345  
0xffffffc7 0xffffffcf  
i = 4294967295 | -1  
0xffffffff 0xffffffff 0xffffffff 0xffffffff  
\-1 > 0u: true

begin q(unsigned char):  
a = 4294954951 | -12345  
0xc7 0xcf  
i = 4294967295 | -1  
0xff 0xff 0xff 0xff  
\-1 > 0u: true

char\*是有符号的，如果大于127即0x7F的数就是负数了，使用%x格式化输出，系统自动进行了符号扩展，就会产生变化。

所以在涉及到类型提升的上下文中，要注意使用char*和unsinged char*的区别。