（转载）基于C语言char与unsigned char的区别介绍

（转载）http://www.jb51.net/article/35756.htm

在C中，默认的基础数据类型均为signed，现在我们以char为例，说明(signed) char与unsigned char之间的区别。

首先在内存中，char与unsigned char没有什么不同，都是一个字节，唯一的区别是，char的最高位为符号位，因此char能表示-127~127,unsigned char没有符号位，因此能表示0~255，这个好理解，8个bit，最多256种情况，因此无论如何都能表示256个数字。

在实际使用过程种有什么区别呢？主要是符号位，但是在普通的赋值，读写文件和网络字节流都没什么区别，反正就是一个字节，不管最高位是什么，最终的读取结果都一样，只是你怎么理解最高位而已，在屏幕上面的显示可能不一样。

二者的最大区别是：但是我们却发现在表示byte时，都用unsigned char，这是为什么呢？首先我们通常意义上理解，byte没有什么符号位之说，更重要的是如果将byte的值赋给int，long等数据类型时，系统会做一些额外的工作。如果是char，那么系统认为最高位是符号位，而int可能是16或者32位，那么会对最高位进行扩展（注意，赋给unsigned int也会扩展）而如果是unsigned char，那么不会扩展。最高位若为0时，二者没有区别，若为1时，则有区别了。同理可以推导到其它的类型，比如short， unsigned short，等等。

具体可以通过下面的小例子看看其区别

#include <stdio.h>

void f(unsigned char v)
{
    char c = v;
    unsigned char uc = v;
    unsigned int a = c, b = uc;
    int i = c, j = uc;

    printf("----------------\n");
    printf("%%c: %c, %c\n", c, uc);
    printf("%%X: %X, %X\n", c, uc);
    printf("%%u: %u, %u\n", a, b);
    printf("%%d: %d, %d\n", i, j);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    f(0x80);
    f(0x7F);

    return 0;
}

结果输出如下：

 

结果分析：

（1）对于(signed)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。

（2）对于unsigned char来说，不管最高位是0，还是1，都不会做扩展。

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验证有符号数的扩展，例子1：

#include <iostream>
#include <bitset>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>

using namespace std;

int main(int argc, char** argv)
{
    char ch1 = 0xa5;
    int number1 = ch1;

    bitset<32> bit1(number1);
    printf("%d\n", ch1);
    cout << bit1 << endl;
    cout << "-----------------" << endl;

    char ch2 = 0x75;
    int number2 = ch2;

    bitset<32> bit2(number2);
    printf("%d\n", ch2);
    cout << bit2 << endl;

    return 0;
}

程序输出：

（1）当char最高位为1时，扩展成int时，char类型的基本8位保持不变，其余位填充符号位（即1）。

（2）当char最高位为0时，扩展成int时，char类型的基本8位保持不变，其余位填充符号位（即0）。

总结：当对有符号数进行扩展的时候，基本的部分保留下来，扩展出来的位，全部填充符号位。

例子2：

#include <iostream>
#include <bitset>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>

using namespace std;

int main(int argc, char** argv)
{
    unsigned char ch1 = 0xa5;
    int number1 = ch1;

    bitset<32> bit1(number1);
    printf("%d\n", ch1);
    cout << bit1 << endl;
    cout << "-----------------" << endl;

    unsigned char ch2 = 0x75;
    int number2 = ch2;

    bitset<32> bit2(number2);
    printf("%d\n", ch2);
    cout << bit2 << endl;

    return 0;
}

程序输出：

总结：对于无符号数，不管最高符号位是否0还是1，都不进行扩展，全部填充0。