这道题是什么意思!!!

yuhualian

一道面试题


unsigned long val;
char a=0x96;
char b=0x81;

val= b<<8 | a;

问val=___？

lenovo

相当于把a赋给val。
但是val是无符号的long型，
而a却是char型，需要向上提升到unsigned long型。
于是在a（10010110）的八位二进制数字前面加了24个1，
11111111111111111111111110010110
算一算应该是多少吧，4294967190。

feverxin

我算了一下  答案应该是对的``

kiangz9

请教一下，为什么前面是填充1,哪里有这方面问题的比较详细的说明。
谢谢。

2eye

val明明是unsigned，怎么提升是在前面加1呢？不解

westgarden

原帖由 lenovo 于 2006-5-7 22:18 发表
相当于把a赋给val。
但是val是无符号的long型，
而a却是char型，需要向上提升到unsigned long型。
于是在a（10010110）的八位二进制数字前面加了24个1，
11111111111111111111111110010110
算一算应该是多少吧，4294967190。

那么请问：

假设1：
unsigned long val;
char a=0x60;
char b=0x50;

val= b<<8 | a;

问val=___？ 0xFFFFFF60 ? 不对吧。

假设2：
unsigned long val;
char a=-0x60;
char b=-0x50;

val= b<<8 | a;

问val=___？

假设3：
unsigned long val;
char a=0x600;
char b=0x500;

val= b<<8 | a;

问val=___？

我的不完全解答：

已知：
        unsigned long val;
        char a = 0x96;
        char b = 0x81;
求：
        val = b << 8 | a;

解答：

不带限定符的char类型对象是否带符号取决于具体机器
（The C Programming Language 2.2节）。

情况1（大多数机器都是这种情况）：
假定不带限定符的char类型为带符号数，
即char相当于signed char (取值范围-128 ~ 127)。

8位：
0x96 = 1001 0110 = 150 > 127
0x81 = 1000 0001 = 129 > 127
所以扩展时空位填1。
32位：
0xffffff81 = 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0001
<< 8
----------------------------------------------------
0xffff8100 = 1111 1111 1111 1111 1000 0001 0000 0000
0xffffff96 = 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1001 0110
|
----------------------------------------------------
0xffffff96 = 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1001 0110 = 4294967190

情况2：
假定不带限定符的char类型为带符号数，
即char相当于unsigned char (取值范围0 ~ 255)。

8位：
0x96 = 1001 0110 < 255
0x81 = 1000 0001 < 255
所以扩展时空位填0。
32位：
0x00000096

0x00000081 << 8 = 0x00008100 = 33024
                  0x00000096
                  |
                  ------------------
                  0x00008196 = 33174
      

问题扩展：
情况1中，
1）如果a、b取值范围在-128 ~ 127之内，扩展时空位如何填？
2）如果a、b取值范围在< -128 或 > 127 呢？
3）如果a、b中某个取值范围在-128 ~ 127之内，另一个在< -128 或 > 127 。

情况2中，如果a、b取值范围在
1）0 ~ 255之内，扩展时空位如何填？
2）< 0 或 > 255 呢？
3）如果a、b中某个取值范围在0 ~ 255之内，另一个在< 0 或 > 255 。

kiangz9

好象结果也不一定的，c陷阱与缺陷7.4节有一点介绍。
反汇编的结果：在我的gcc上
unsigned long val;
char a = 0x96;
char b = 0x81;

val = a;
printf("val=%u=0x%x\n", val, val);
反汇编后主要代码是：
movb $0x96, 0xfffffffb(%ebp)
movb $0x81, 0xfffffffa(%ebp)
movsbl 0xfffffffb(%ebp), %eax
mov %eax, 0xfffffffc(%ebp)
好象movsbl指令是关键。这个地址有这个指令的一点点介绍：
http://bigwhite.blogbus.com/logs/2005/11/

whyglinux

如上面 westgarden 所指出的那样，char 到底是 unsigned char 还是 signed char 取决于具体实现。相应地，这个题的结果也是实现相关的。

要了解你使用的系统中 char 到底是有符号的还是无符号的也很简单。比如，执行下面的程序可以告诉你这一点：

1. /* Program to determine what the char is in your system.
   
2. */
   
3. #include <stdio.h>
   
4. #include <limits.h>
   
5. 
   
6. int main( void )
   
7. {
   
8.   if ( CHAR_MAX == SCHAR_MAX ) {
   
9.     printf( "char is signed char.\n" );
   
10.   }
    
11.   else if ( CHAR_MAX == UCHAR_MAX ) {
    
12.     printf( "char is unsigned char.\n" );
    
13.   }
    
14.   else {
    
15.     printf( "It is impossible to reach here.\n" );
    
16.   }
    
17. 
    
18.   return 0;
    
19. }
    

复制代码

再回到题目上来。根据 char 的不同实现题目可以有两种结果：

1. char 是 signed char 的情况

此时无论是 0x96 还是 0x81 （这两个都是 int 型）都超过了 signed char 的表示范围（-128 ~ +127）。根据标准的规定，变量 a 和 b 的结果是无定义的，从而 val 的结果也是无定义的。

虽然结果是无定义的，不过许多实现都直接截断整数的最低一个字节来作为 char 型变量的值，其结果换算为有符号数的十进制表示分别是 -106 和 -127（如果负数用2的补数表示），其内存存储用十六进制表示仍分别为 0x96 和 0x81。

在进行 val= b<<8 | a 运算的时候首先进行 b<<8 向左移位运算。由于 b 是一个负数，根据标准的规定，对负数进行左移运算是无定义的行为。

综上所述，当 char 是 signed char 时 val 的结果是无定义的。也就是说，即使你得到了一个结果，这个结果也是得不到标准的保证的；因为其它的实现可能是另外一个结果，也可能根本就得不到一个结果。

2. char 是 unsigned char 的情况

由于整数 0x96 和 0x81 都在 unsigned char 的取值范围内（0 ~ 255），所以变量 a 和 b 的值也分别是 0x96 和 0x81。

对于无符号数的移位运算的结果总是有定义的。不过需要注意的是：在进行 << 运算和 | 运算的时候要用到“整数提升（integer promotion）”规则，首先把 char 型变量 a 和 b 转换为 int （注意不是 val 的类型 unsigned long），这样 b<<8 | a 的结果是 int，最后再把这个 int 型的值转换为 unsigned long 给 val 赋值。

如果 sizeof(int) = 4，那么对于 unsigned char 0x96 （其二进制表示是 10010110），提升为 int 时是 0x00000096 （表现在二进制上就是直接在前面补0）。如果0x96 （二进制表示 10010110） 作为 signed char 处理，那么由于最高位是 1，所以是一个负值（-106），把这个 -106 提升为 int 型其值仍然是 -106，作为 int 的 -106 的内部表示是 0xFFFFFF96（表现在二进制上就是在前面补1）。