不是按位运算符会破坏无符号整数？

Question

我正在尝试让C将无符号整数转换为无符号整数。 如何在不将C解释为二进制补码的情况下反转无符号数字的位？

每当我有一个无符号整数并将其用作按位NOT运算符的操作数时，它将根据2的补数求值为负数。但是根据定义，我使用的是无符号整数，即不应该带有符号的数字。

下面是我的沙盒代码。我目前正在使用GCC版本9.1.1。

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

int main(){
   uint8_t x = 1;//0000 0001
   printf("NOT(%d) == %d", x, ~x);//1111 1110
}

我想要254（1111 1110）的输出，但是C将值解释为二进制补码，所以我得到-2。有没有办法让我不将C 解释为二进制补码？

Answer 1

在C语言中，当int表达式中使用小于的整数时，它将自动提升为int。因此，在~x时，uint8_t将自动转换为一个int，然后按位~被执行，并且然后将结果传递给printf作为int。因此，打印出来的是反转an的所有位的结果int，而不仅仅是反转a的位的结果uint8_t。

要获得uint8_t结果，请将表达式强制转换为uint8_t：

printf("NOT(%d) == %d", x, (uint8_t) ~x);

请注意，uint8_t执行转换后，该值会再次自动提升为int，因此无论哪种情况printf都会收到int。但是，转换uint8_t会将值减小为可以表示的值，这是将要打印的值。

但是，到的转换将uint8_t使用int作为源类型，因此~x将根据实现的int格式解释的位。要获得~x不依赖int格式的较低位，可以使用& 0xff而不是强制类型转换来提取它们：

printf("NOT(%d) == %d", x, ~x & 0xff);

或者，您可以~对unsigned值而不是int值按位执行：

printf("NOT(%d) == %d", x, (uint8_t) ~ (unsigned) x);