1 还是 -1 ？

panweiping

最近在看位序，即bit order。（当然我的问题可能与之无关，也可能有关，我也不知道）

1. #include <stdio.h>  
   
2. 
   
3. //#define BYTE unsigned char
   
4. #define BYTE char
   
5. typedef struct
   
6. {
   
7.         BYTE a:1;
   
8.         BYTE b:1;
   
9.         BYTE c:1;
   
10.         BYTE d:1;
    
11.         BYTE e:1;
    
12.         BYTE f:1;
    
13.         BYTE g:1;
    
14.         BYTE h:1;
    
15. }TestBit;
    
16. 
    
17. 
    
18. int main(int argc, char* argv[])
    
19. {
    
20.         char c = 0x96; /* 10010110 */
    
21.         TestBit *q = NULL;
    
22.        
    
23.         q = (TestBit *)&c;
    
24.         printf("q->a = %d\n", q->a);
    
25.         printf("q->b = %d\n", q->b);
    
26.         printf("q->c = %d\n", q->c);
    
27.         printf("q->d = %d\n", q->d);
    
28.         printf("q->e = %d\n", q->e);
    
29.         printf("q->f = %d\n", q->f);
    
30.         printf("q->g = %d\n", q->g);
    
31.         printf("q->h = %d\n", q->h);
    
32. 
    
33.     return 0;
    
34. }
    

复制代码

我的问题是在这两个define这里。
当用#define BYTE unsigned char时，输出是：
[pwp@localhost bit_order]$ ./bit_order
q->a = 0
q->b = 1
q->c = 1
q->d = 0
q->e = 1
q->f = 0
q->g = 0
q->h = 1

当时当用#define BYTE char时，输出是：
[pwp@localhost bit_order]$ ./bit_order
q->a = 0
q->b = -1
q->c = -1
q->d = 0
q->e = -1
q->f = 0
q->g = 0
q->h = -1

为什么会是-1呢？

KBTiller

回复 1# panweiping

    感觉有点怪怪的
    为什么 c 不定义成TestBit类型

panweiping

那怎么赋值呢？
TestBit d = 0x96; /* 10010110 */

编译器报bit_order.c:33:2: error: invalid initializer

当然可以用 TestBit d = { .a=0, .b=1};这样赋值，但是这不是重点，也不是问题的本质所在吧。

drangon

有符号数，最高位是1，是负数没什么疑问的啊

KBTiller

回复 3# panweiping


    -1说明char 类型是signed

vupiggy

drangon 的回答大体靠谱。

在目前流行的编码系统中，判断一个有符号数的正负根据其最高位，那么只有一个位的数而言，那个唯一存在的位同时是其最高位，具体到你的例子，q->b 是一个只有一个位的数，其唯一的位也就是最高位是 1，所以它是负数。换一个角度，n 个位可以表示的有符号数的范围是：[-2^(n-1), 2^(n-1) - 1]，譬如：8 个 bit 可以表示的数的范围是：[-128, 127]，那么一个位能表示的有符号数范围是什么呢？代入刚才的公式，范围是：[-1, 0]，这下释怀了吧。

结论是：单比特的有符号位段不宜直接作为整数使用。

KBTiller

8.5.2  如何定义位段
在结构体或联合体类型中定义位段成员的一般方法是：
数据类型 [成员名称]:数据宽度;
这里的数据类型可以是“signed int”、“unsigned int”、“int”，这几种类型是标准规定的，此外C99还允许_Bool类型。有些编译器在此基础上还允许其他类型，比如char类型。
数据宽度必须是一个非负的整数类型常量表达式。这个数据宽度不允许过大。一般来说，通常以计算机的字长为限。
成员名称是可以省略的，但这样的成员在代码中是无法引用的，其作用是在数据之间起到间隔或填充的作用。这样的位段通常被叫做无名位段。
如果一个无名位段的数据宽度为0，表示的含义是下一位段需要存放到下一个“存储单元”。但这种“存储单元”究竟以什么为单位很难一概而论，通常是由编译器自行定义的，大多数情况下是指一个计算机字。
位段成员同样不能跨越“存储单元”的边界，如果遇到一个“存储单元”中剩余的位数不够存储下一个位段的情况，编译器会将这个字段安排在下一个“存储单元”之中。
8.5.3  位段的性质
位段的值（右值）可以参加运算，运算时一律转换为“signed”类型或“unsigned”类型，但是“int”类型的位段很难说是“signed”类型还是“unsigned”类型。
如果编译器规定“char”类型为“signed ”类型，那么“int”类型的位段也是“signed”类型；反之，如果编译器规定“char”类型为“unsigned ”类型，那么“int”类型的位段也是“unsigned”类型。
位段成员可以被赋值，但基本上无法把位段成员当作左值，因为无法给出位段的位置的C语言表达。位段无法作为左值参与“sizeof”、“&”等左值才能参与的运算，但可以进行“++”、“--”这种运算。
由于C语言无法表达位段的内存位置，所以也不可以构造位段数组。
可以用%d、%x、%u和%o等格式字符，以整数形式输出位段的值。但是由于位段成员无法进行一元“&”运算，所以无法直接通过调用scanf()函数输入位段的数据。

http://book.chinaunix.net/showart.php?id=8555

char位段不属于标准规定的用法，只是某些编译器支持
我认为char位段的性质和int位段的性质一样
其为signed还是unsigned取决于“char”类型是否为“signed ”类型(这一点是我的推测，究竟如何可能还是要看编译器的文档)

panweiping

释怀了。

谢谢大家。

狗气球

>>其为signed还是unsigned取决于“char”类型是否为“signed ”类型(这一点是我的推测，究竟如何可能还是要看编译器的文档)

C标准里没有规定char是否有符号。这个取决于编译器实现。
事实上如果想表示取值范围在[-128, 127]的整数，应使用signed char，想表示取值范围在[0, 255]的整数，应使用unsigned char。
只有当要表示可打印的单字节字符时，才应该使用char。

KBTiller

回复 9# 狗气球


    完全同意这个补充