C语言必备知识点2 —— 理解char类型取值范围定义（Essential knowledge points 2 of C language - understanding the definition of value range of char type）

 

char 分为 signed char （有符号char）和 unsigned char（无符号char），它们都是占一个字节 —— 8 bit 位。

8个二进制位存放二进制序列的话，共有 2^8 =256 种可能（可以用概率的知识点理解，每一个位置有2种可能，所以一共的可能数就是 2*2*2*2*2*2*2*2 = 2^8 ）

我们知道，在C语言中 signed char 的范围是 -128 ~ 127， unsigned char 的范围是 0 ~ 255，那这个范围要怎么理解呢，以下将进行详细说明。

 

（1）signed char 理解图：

 

 

说明：

第一列列出了 8bit 在内存中的全部可能，从 00000000 ~ 11111111，因为在内存中的存放的是补码，所以我们就认为第一列是补码；

第二列列出了对应第一列补码计算得到的反码（正数反码和补码相同，负数补码 -1得到反码）；

第三列列出了由第二列反码计算得到的原码（正数原码和补码相同，负数符号位不变，其他位按位取反）；

第四列列出了由第三列原码计算得到的十进制数。

从以上图就可以得到：有符号 char 的范围是 -128~127

 

（2）unsigned char 理解图：

说明：

第一列列出了 8bit 在内存中的全部可能，从 00000000 ~ 11111111，因为在内存中的存放的是补码，所以我们就认为第一列是补码；

第二列，第三列分别列出了第一列值对应的反码和原码，因为是无符号数，所以原反补码相同；

第四列列出了由第三列原码计算得到的十进制数。

从以上图就可以得到：无符号 char 的范围是 0~255

 

（3）signed char 的圆轴表示图：

说明：

这个图的作用主要是方便我们就加减计算，表示当对二进制数从 00000000 加 1 加到 11111111，实际上对应的就是从十进制 0 ~ 127 ~ -128 ~ -127 ~ -126 ~ -3 ~ -2 ~ -1 的过程。

即当对 127+1 的时候，得到的就是 -128，对应内存中就是对补码 01111111 + 1 的时候，得到的就是 10000000

这个在之后的C语言整型在内存中的存储练习题中也会讲述到。

 

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