从 short 转换为 unsigned short 并保留位模式混淆

Question

我正在开展一个项目，我需要获取一系列带符号的 16 位整数、负值和正值，并将它们发送到函数以在单元测试期间进行分析。

由于不同的原因，该函数仅采用无符号 16 位整数数组，因此我需要将有符号整数存储在无符号 16 位整数数组中并完全保留相同的位模式。我正在使用 gcc (Debian 8.3.0-6) 8.3.0。

unsigned short arr[450];
unsigned short arrIndex = 0;

for (short i = -32768; i < (32767 - 100) ; i = i + 100 )
{
    arr[arrIndex] = i; 

    printf("short value is          : %d\n", i);
    printf("unsigned short value is : %d\n", arr[arrIndex]);
    arrIndex++;
}

即使我告诉 printf 打印带符号的值，我还是惊讶地发现对于那些小于零的值，位模式实际上是不同的。前几个值如下:

short value is           : -32768
unsigned short value is  : 32768

short value is           : -32668
unsigned short value is  : 32868

short value is           : -32568
unsigned short value is  : 32968

这里发生了什么，我将如何保留 i 值小于零的位模式？

Answer 1

how would I preserve the bit pattern for the values of i below zero?

对于非常常见的 2 的补码编码，以下内容就足够了。

unsigned short us = (unsigned short) some_signed_short;

BITD day with ones' complement and sign-magnitude，这还不够，代码将使用 short 和 unsigned short 的union .

然而，由于如何将负值 2 的补码转换为无符号，对于相同大小的类型，位模式得以保留。

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the bit patterns are actually different for those values less than zero.

位模式相同。它们通过不同的转换路径进行打印，因此具有不同的文本输出。

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当打印 short, unsigned short 时，最好使用 h printf 修饰符。

//printf("short value is          : %d\n", i);
//printf("unsigned short value is : %d\n", arr[arrIndex]);
printf("short value is          : %hd\n", i);
printf("unsigned short value is : %hu\n", arr[arrIndex]);