在使用gcc时，是什么原因导致字符被签名或未签名？

Question

如果C中的char (使用gcc)被签名或未签名，原因是什么？我知道标准并不是一个比另一个强，我可以从限制中检查CHAR_MIN和CHAR_MAX，但是我想知道在使用gcc时是什么触发了另一个

如果我阅读libgcc-6中的finds.h，我会发现有一个宏__CHAR_UNSIGNED__，它定义了一个“默认”字符，有符号或无符号，但我不确定这是否是编译器在编译时设置的。

我试图列出GCCs预定义的makros

$ gcc -dM -E -x c /dev/null | grep -i CHAR
#define __UINT_LEAST8_TYPE__ unsigned char
#define __CHAR_BIT__ 8
#define __WCHAR_MAX__ 0x7fffffff
#define __GCC_ATOMIC_CHAR_LOCK_FREE 2
#define __GCC_ATOMIC_CHAR32_T_LOCK_FREE 2
#define __SCHAR_MAX__ 0x7f
#define __WCHAR_MIN__ (-__WCHAR_MAX__ - 1)
#define __UINT8_TYPE__ unsigned char
#define __INT8_TYPE__ signed char
#define __GCC_ATOMIC_WCHAR_T_LOCK_FREE 2
#define __CHAR16_TYPE__ short unsigned int
#define __INT_LEAST8_TYPE__ signed char
#define __WCHAR_TYPE__ int
#define __GCC_ATOMIC_CHAR16_T_LOCK_FREE 2
#define __SIZEOF_WCHAR_T__ 4
#define __INT_FAST8_TYPE__ signed char
#define __CHAR32_TYPE__ unsigned int
#define __UINT_FAST8_TYPE__ unsigned char

但没能找到__CHAR_UNSIGNED__

背景:我在两台不同的机器上编译了一些代码：

桌面PC:

• Debian GNU/Linux 9.1 (拉伸)
• gcc版本6.3.0 20170516 (Debian 6.3.0-18)
• Intel(R) Core(商标) i3-4150
• libgcc-6-dev: 6.3.0-18
• char被签名

覆盆子Pi3

• Raspbian /Linux9.1(拉伸)
• gcc版本6.3.0 20170516 (Raspbian6.3.0-18+rpi1 1)
• ARMv7处理器rev 4 (v7l)
• libgcc-6-dev: 6.3.0-18+rpi
• char未签名

所以唯一明显的区别是CPU架构..。

Answer 1

根据C11标准(read n1570)，char可以是signed或unsigned (因此实际上有两种类型的C)。确切地说，它是特定于实现的。

有些处理器和指令集体系结构或应用程序二进制接口倾向于signed字符(字节)类型(例如，因为它很好地映射到一些机器代码指令)，而另一些则倾向于使用unsigned字符。

gcc甚至有一些几乎不应该使用的-fsigned-char或-funsigned-char 选项 (因为更改它会破坏呼叫约定和ABI中的一些角落)，除非您重新编译所有东西，包括您的C标准库。

您可以在Linux上使用宏(7)和<endian.h> (参见endian(3))或自来检测您的系统。

在大多数情况下，您应该编写不依赖于这些内容的便携 C代码。您可以找到跨平台库(例如滑翔)来帮助您。

顺便说一句，gcc -dM -E -x c /dev/null还提供了__BYTE_ORDER__等，如果您想要一个无符号的8位字节，您应该使用<stdint.h>及其uint8_t (更便于移植和更易读)。标准limits.h定义了CHAR_MIN和SCHAR_MIN，CHAR_MAX和SCHAR_MAX (您可以比较它们的等价性以检测signed char的实现)，等等.

顺便说一句，您应该关心字符编码，但是现在大多数系统都使用到处都是。像libunistring这样的库是有用的。还请参阅这，并记住，实际上，用UTF-8编码的Unicode字符可以跨越几个字节(即char-s)。

Answer 2

默认情况取决于平台和本机代码集。例如，使用EBCDIC (通常是大型机)的机器必须使用unsigned char (或有CHAR_BIT > 8)，因为C标准要求基本代码集中的字符为正，而EBCDIC则使用数字0为240之类的代码。(C11标准，§6.2.5 Types 2:声明为char类型的对象足够大，足以存储基本执行字符集的任何成员。如果基本执行字符集的一个成员存储在char对象中，则它的值保证为非负的。)

您可以控制GCC在-fsigned-char或-funsigned-char选项中使用的符号。这是否是一个好主意是另一个讨论。

Answer 3

字符类型char为signed或unsigned，这取决于平台和编译器。

根据这参考链接：

C和C++标准允许字符类型char是签名的或无符号，取决于平台和编译器。 大多数系统，包括x86 GNU/Linux和Microsoft，都使用有签名的char， 但是那些基于PowerPC和ARM处理器的处理器通常使用无符号字符。 这可能导致在对char类型具有不同默认值的平台之间移植程序时产生意外的结果。

GCC提供了选项-fsigned-char和-funsigned-char来设置默认类型的char。