为什么当给 `int` 赋值时 `char` 不会丢失数据？

Question

我是一名 C 程序员新手。我定义了两个变量

int x = 0xffffffff

和

char y = x

，之后我使用

printf("%x\n", y)

函数打印了它；我本以为终端上会出现类似

ff

的内容，但它却在屏幕上打印了

ffffffff

。我想知道当 char 的存储大小为 1 时，

char

如何存储 4 个字节的存储空间。

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int x = 0xffffffff;
    char y = x;
    printf("%x\n", y);

    return 0;
}

Answer 1

实际上这里发生了很多事情。 第一：

int x = 0xffffffff;

整数常量

0xffffffff

的值为 4,294,967,295（即 2³²-1），类型为

unsigned int

，假设

int

是 32 位。

此

unsigned int

值随后会转换为

int

进行初始化。 这会经历实现定义的转换，在大多数情况下会导致分配值 -1。 该值恰好与二进制补码中的原始值具有相同的表示形式。

然后在这一行：

char y = x;

我们将

y

初始化为值 -1。 该值在

char

的范围内（假设

char

带符号），因此在这种情况下从

int

转换为

char

时，值不会发生变化。 假设采用补码表示，则表示为

0xff

。

然后当你打印时：

printf("%x\n", y);

因为

printf

是一个可变参数函数，所以类型为

y

的参数

char

在传递给函数之前会被 提升 为类型

int

。 和以前一样，两种类型都可以存储值 -1，因此该值保持不变。

%x

格式说明符需要一个

unsigned int

类型的参数。 由于传递的是

int

而不是

unsigned int

，这在技术上是未定义的行为，但是有符号/无符号不匹配不太可能在任何实际实现中导致问题。

在这种情况下，

int

值-1具有

0xffffffff

的表示形式，当解释为

unsigned int

时将具有该值，因此

ffffffff

就是打印的内容。

所以回答你的问题：

当一个char的存储大小为1时，一个char如何存储4个字节的存储空间。

事实并非如此。 由于相关类型的转换和表示，它看起来就是这样。

Answer 2

int x = 0xffffffff;

是实现定义的行为，因为在

0xFFFFFFFF

为 32 位的系统上，

2^31-1

大于

int

。

int

的大小也是由实现定义的。

如果

char

是

signed

或

unsigned

:

，则定义其实现

• 如果

  char

  是

  signed

  ，则

  char y = x

  将值

  -1

  分配给

  x

  。 在对

  printf()

  的调用中，

  char

  被提升为

  int

  ，其大小已实现定义。 在

  int

  为 32 位的系统上，这被编码为二进制补码

  0xFFFFFFFF

  （截至 C 2023；之前的版本已实现定义），打印为

  ffffffff

  。

• 如果

  char

  是

  unsigned

  那么它将打印

  ff

  。

格式说明符

%x

需要一个

unsigned int

所以你真的应该在打印到明确定义的行为之前将其转换为这样。 无论哪种情况，

%x

都不会生成

0x

前缀并输出小写字母。