位移位“字符”与“未签名字符”

Question

我需要将char pcm[]中的2字节转换为1字节的short pcm_[]。This post使用了C风格的强制转换，最初我在C++程序中试用了它(使用Qt)：

#include <QCoreApplication>

#include <QDebug>

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    char pcm[2] = {0xA1, 0x12};
    qDebug()<<pcm[0]<<pcm[1];

    short pcm_ = ( pcm[1] << 8 )| pcm[0];
    qDebug()<<pcm_;

    short pcm_2 =  ((unsigned char)(pcm[1])) << 8| (unsigned char) pcm[0];
    qDebug()<<pcm_2;

    return a.exec();
}

我发现只有当我在位移位中使用unsigned char时，它才能工作，但是不明白，为什么输入是一个char，所以这是必要的。

此外，我想使用C++风格的转换，并提出了这个：

short pcm_3 = (static_cast<unsigned char>(pcm[1])) << 8|
               static_cast<unsigned char>(pcm[0]);
qDebug()<<pcm_3;

同样，我需要使用unsigned char而不是char。

所以我有两个问题：

• static_cast是正确的演员吗？在我看来，这是一个使用reinterpret_cast的地方的例子。然而，重新解释强制转换不起作用。
• 为什么我要使用unsigned char

Answer 1

根据C标准(6.5.11位排他性或运算符)

3 The usual arithmetic conversions are performed on the operands

在C++标准中也是这样写的(5.13位包含或运算符)

1执行通常的算法转换；

通常的算术转换包括整数提升。这意味着在这个表达式中

( pcm[1] << 8 )| pcm[0];

操作数pcm[0]被提升为int类型。如果根据编译器类型的设置，char行为类似于signed char类型，那么您得到的值0xA1被提升为有符号的int 0xFFFFFFA1 (条件是like of ( int )等于4)。那就是符号位将是合适的。

因此，您将得到一个不正确的结果。为了避免这种情况，您应该将char类型转换为unsigned char类型，在本例中，提升的值将类似于0x000000A1。在C++中，它可以编写如下

static_cast<unsigned char>( pcm[0] ) 

Answer 2

您必须使用unsigned char，因为有了operator |升级到int

假设int为32位：

• 符号字符0xA1变为int 0xFFFFFFA1 (以保持相同的值)
• 无符号字符0xA1变为0x000000A1。

Answer 3

您需要将char转换为unsigned char的原因是允许char是一个有符号的数据类型。在本例中，在执行|之前将对其进行符号扩展，这意味着对于char的下半部分将变为负值，其中最重要的位设置为1。

char c = 200;
int a = c | 0; // returns -56 on systems where char is signed 

在本例中，使用static_cast或C强制转换是一个风格问题。许多C++商店远离C转换，因为它们很难在源代码中找到，而static_cast的则更容易识别。