Что такое неподписанный символ?

В C / C ++, для чего unsigned charиспользуется? Чем он отличается от обычного char?

В C ++ есть три разных типа символов:

• char
• signed char
• unsigned char

Если вы используете типы символов для текста , используйте неквалифицированное char:

• это тип символьных литералов, таких как 'a'или '0'.
• это тип, который составляет строки C, как "abcde"

Он также работает как числовое значение, но не определено, рассматривается ли это значение как подписанное или без знака. Остерегайтесь сравнений персонажей из-за неравенства - хотя если вы ограничиваете себя ASCII (0-127), вы почти в безопасности.

Если вы используете типы символов в качестве чисел , используйте:

• signed char, который дает вам по крайней мере диапазон от -127 до 127. (Обычно от -128 до 127)
• unsigned char, который дает вам по крайней мере диапазон от 0 до 255.

«По крайней мере», потому что стандарт C ++ дает только минимальный диапазон значений, который должен охватывать каждый числовой тип. sizeof (char)должен быть равен 1 (т. е. один байт), но теоретически байт может составлять, например, 32 бита. sizeofвсе равно будет сообщать о его размере как ... это1 означает, что вы могли бы иметь sizeof (char) == sizeof (long) == 1.

Это зависит от реализации, так как стандарт C НЕ определяет подпись char. В зависимости от платформы, char может быть signedили unsigned, так что вам нужно явно запросить signed charили unsigned charзависит от этого ваша реализация. Просто используйте, charесли вы намереваетесь представлять символы из строк, так как это будет соответствовать тому, что ваша платформа помещает в строку.

Разница между signed charи unsigned charесть, как и следовало ожидать. На большинстве платформ signed charэто будет 8-разрядное число с двумя дополнительными числами в диапазоне от -128до 127и unsigned char8-разрядное целое число без знака ( 0до 255). Обратите внимание, что стандарт НЕ требует, чтобы charтипы имели 8 битов, только sizeof(char)возвращаемый 1. Вы можете получить количество бит в символе с помощью CHAR_BITin limits.h. Однако сегодня существует немного платформ, где это будет нечто иное, чем 8.

Существует резюме хорошего этого вопроса здесь .

Как уже упоминалось с тех пор, как я это опубликовал, лучше использовать, int8_tи uint8_tесли вы действительно хотите представлять маленькие целые числа.

Поскольку я чувствую, что это действительно необходимо, я просто хочу изложить некоторые правила C и C ++ (они одинаковы в этом отношении). Во- первых, все биты от unsigned charучастия в определении стоимости , если какой - либо объект без знака полукокса. Во-вторых, unsigned charявно указано без знака.

Теперь у меня была дискуссия с кем-то о том, что происходит, когда вы конвертируете значение -1типа int в unsigned char. Он отказался от идеи, что в результате unsigned charвсе биты установлены в 1, потому что он беспокоился о представлении знака. Но он не должен. Из этого правила сразу следует, что преобразование выполняет то, что предназначено:

Если новый тип является беззнаковым, значение преобразуется путем многократного сложения или вычитания на единицу больше максимального значения, которое может быть представлено в новом типе, до тех пор, пока значение не окажется в диапазоне нового типа. ( 6.3.1.3p2в проекте C99)

Это математическое описание. С ++ описывает это в терминах исчисления по модулю, которое подчиняется тому же правилу. В любом случае, не гарантируется, что все биты в целом числе -1равны единице перед преобразованием. Итак, что у нас есть, чтобы мы могли утверждать, что в результате unsigned charвсе его CHAR_BITбиты обращены в 1?

1. Все биты участвуют в определении его значения, то есть в объекте не происходит битов заполнения.
2. Добавление только один раз , UCHAR_MAX+1чтобы -1даст значение в диапазоне, а именноUCHAR_MAX

На самом деле этого достаточно! Поэтому, когда вы хотите иметь unsigned charвсе свои биты один, вы делаете

unsigned char c = (unsigned char)-1;

Из этого также следует, что преобразование - это не просто усечение битов более высокого порядка. Счастливым событием для дополнения двоих является то, что это просто усечение, но то же самое не обязательно верно для других представлений знака.

Как например использование неподписанного символа :

unsigned charчасто используется в компьютерной графике, которая очень часто (хотя и не всегда) назначает один байт для каждого компонента цвета. Обычно цвет RGB (или RGBA) представлен в виде 24 (или 32) битов, каждый из которых представляет собой unsigned char. Поскольку unsigned charзначения попадают в диапазон [0,255], значения обычно интерпретируются как:

• 0 означает полное отсутствие данного компонента цвета.
• 255 означает 100% данного цветного пигмента.

Таким образом, вы получите красный RGB как (255,0,0) -> (100% красный, 0% зеленый, 0% синий).

Почему бы не использовать signed char? Арифметика и сдвиг бит становится проблематичным. Как уже объяснялось, signed charдиапазон a существенно смещен на -128. Очень простой и наивный (в основном неиспользуемый) метод преобразования RGB в оттенки серого заключается в усреднении всех трех цветовых компонентов, но это приводит к проблемам, когда значения цветовых компонентов являются отрицательными. Красный (255, 0, 0) составляет в среднем (85, 85, 85) при использовании unsigned charарифметики. Однако, если бы значения были signed chars (127, -128, -128), мы бы получили (-99, -99, -99), что будет (29, 29, 29) в нашем unsigned charпространстве, что неверно ,

Если вы хотите использовать символ в виде небольшого целого числа, самый безопасный способ сделать это с int8_tи uint8_tтипов.

unsigned charпринимает только положительные значения .... как от 0 до 255

в то время как

signed charпринимает как положительные, так и отрицательные значения .... как -128 до +127

charи unsigned charне гарантируется, что они будут 8-битными типами на всех платформах - они гарантированно будут 8-битными или больше. Некоторые платформы имеют 9-битные, 32-битные или 64-битные байты . Однако наиболее распространенные на сегодняшний день платформы (Windows, Mac, Linux x86 и т. Д.) Имеют 8-битные байты.

signed charимеет диапазон от -128 до 127; unsigned charимеет диапазон от 0 до 255.

char будет эквивалентен знаковому или неподписанному символу, в зависимости от компилятора, но это отдельный тип.

Если вы используете строки в стиле C, просто используйте char. Если вам нужно использовать символы для арифметики (довольно редко), укажите для подписи явно или без знака для переносимости.

An unsigned charявляется байтовым значением без знака (от 0 до 255). Вы можете думать о том, charчтобы быть «персонажем», но это действительно числовое значение. Регулярное число charподписано, поэтому у вас есть 128 значений, и эти значения отображаются на символы с использованием кодировки ASCII. Но в любом случае то, что вы храните в памяти, является байтовым значением.

С точки зрения прямых значений обычный символ используется , когда значения , как известно, между CHAR_MINи в CHAR_MAXто время как символ без знака обеспечивает двойную диапазон от положительного конца. Например, если CHAR_BITравно 8, диапазон регулярных значений charгарантированно будет только [0, 127] (потому что он может быть подписан или без знака), а unsigned charбудет [0, 255] и signed charбудет [-127, 127].

С точки зрения того, для чего он используется, стандарты позволяют напрямую преобразовывать объекты POD (простые старые данные) в массив без знака. Это позволяет вам исследовать представление и битовые структуры объекта. Та же самая гарантия безопасного типа наказания не существует для символа или подписанного символа.

unsigned charэто сердце всей хитрости. Почти во всех компиляторах для платформы ALL это unsigned charпросто байт и целое число без знака (обычно) 8 битов, которое можно рассматривать как маленькое целое число или пакет битов.

В зависимости, как сказал кто-то еще, стандарт не определяет знак символа. поэтому у вас есть 3 различных charтипов: char, signed char, unsigned char.

Если вам нравится , используя различные типы длины конкретного и знаковости, вы , вероятно , лучше с uint8_t, int8_t, uint16_tи т.д. , просто потому , что они делают именно то , что они говорят.

Некоторые погуглили это , где люди обсуждали это.

Неподписанный символ - это в основном один байт. Таким образом, вы могли бы использовать это, если вам нужен один байт данных (например, может быть, вы хотите использовать его для включения и выключения флагов, передаваемых в функцию, как это часто делается в Windows API).

Беззнаковый символ использует бит, зарезервированный для знака обычного символа, в качестве другого числа. Это изменяет диапазон на [0 - 255], а не на [-128 - 127].

Обычно неподписанные символы используются, когда вы не хотите знак. Это будет иметь значение при выполнении таких вещей, как смещение битов (смещение расширяет знак) и другие вещи при работе с символом как байтом, а не с использованием его в качестве числа.

unsigned charпринимает только положительные значения: от 0 до 255, а signed charпринимает положительные и отрицательные значения: от -128 до +127.

цитата из книги "C программирования laugage":

Квалификатор signedor unsignedможет применяться к char или любому целому числу. числа без знака всегда положительны или равны нулю и подчиняются законам арифметики по модулю 2 ^ n, где n - количество бит в типе. Так, например, если символы состоят из 8 битов, переменные без знака имеют значения от 0 до 255, в то время как знаковые символы имеют значения от -128 до 127 (в машине дополнения до двух). Независимо от того, являются ли обычные символы со знаком или без знака, это машина -зависимые, но печатные символы всегда положительны.

signed charи unsigned charоба представляют 1 байт, но у них разные диапазоны.

   Type        |      range
-------------------------------
signed char    |  -128 to +127
unsigned char  |     0 to 255

В signed charслучае, если мы рассмотрим char letter = 'A', «A» представляет двоичный код 65 в ASCII/Unicode, если 65 может быть сохранен, -65 также может быть сохранен. Там нет отрицательных двоичных значений, ASCII/Unicodeпоэтому не нужно беспокоиться об отрицательных значениях.

пример

#include <stdio.h>

int main()
{
    signed char char1 = 255;
    signed char char2 = -128;
    unsigned char char3 = 255;
    unsigned char char4 = -128;

    printf("Signed char(255) : %d\n",char1);
    printf("Unsigned char(255) : %d\n",char3);

    printf("\nSigned char(-128) : %d\n",char2);
    printf("Unsigned char(-128) : %d\n",char4);

    return 0;
}

Вывод -:

Signed char(255) : -1
Unsigned char(255) : 255

Signed char(-128) : -128
Unsigned char(-128) : 128