-1 はいくつ

質問

下記 C プログラムを実行しました。

printf ("char:%x\n",(char)-1);
printf ("unsigned char:%x\n",(unsigned char)-1);

前者では -1 が ffff、後者では -1 が ff と出力されました。どうしてこうなるのでしょう。私の C コンパイラのムシでしょうか。

回答No.4

MASATO3 · ベストアンサー

●ルール1
C言語では、char型からint型に変換するとき、符号拡張が行われます。
符号拡張というのは、ビット幅が広い型に変換するとき、
変換前の値が負の場合、広がった部分のビットを"1"にし、
変換前の値が正の場合、広がった部分のビットを"0"にする、という処理です。

(例)
char型が8bitでint型が16bitだった場合、
char型で -1(0xff) →変換→ int型で -1(0xffff)
char型で -128(0x80) →変換→ int型で-128(0xff80)
char型で 127(0x7f) →変換→ int型で 127(0x007f)

●ルール2
unsigned char型からint型に変換するときは、符号拡張ではなく
ゼロ拡張が行われます。
ゼロ拡張というのは、広がった部分のビットを"0"にする処理です。

(例)
unsigned char型が8bitでint型が16bitだった場合、
unsigned char型で 255(0xff) →変換→ int型で 255(0x00ff)
unsigned char型で 128(0x80) →変換→ int型で 128(0x0080)
unsigned char型で 127(0x7f) →変換→ int型で 127(0x007f)

●ルール3
でもって最後に、printfですが、
これは、可変長引数を使った関数です。
こうした関数の可変長引数部に値を渡す前に、intよりも小さい型はintに変換されます。

そうした結果、
printf ("char:%x\n",(char)-1);
というprintf呼び出しでは、ルール3によりprintfに値が渡る前に、
ルール1が適用されて、0xffffに変換されます。
この値がprintfに渡され、printfはそのままffffと表示しているわけです。
なお、int型が32bitの場合はffffffffになります。
ffffになったのはtanukさんご利用のコンパイラではint型が16bitだからでしょう。

printf ("unsigned char:%x\n",(unsigned char)-1);
というprintf呼び出しでは、ルール3によりprintfに値が渡る前に、
ルール2が適用されて、0x00ffに表示されます。
yasuchさんが言われている通り、
"%x" では 0x00ff の先頭の 00 は省略される為表示されません。
そのため、ffと表示されるわけです。

お礼

回答ありがとうございます。

printf の引数で int よりも小さい型は int に変換されるというルールがあったのですね。よく分かりました。

回答No.3

yasuch

(char)-1 は -1
(unsigned char)-1 は No.1 さんが書かれているとおり 255
とコンパイラが認識しています。

それぞれを、"%x" で表示する為に整数型(INT)にキャストすると

-1 は INT型で -1(0xffff)
255 は INT型で 255(0x00ff)
"%x" では 0x00ff の先頭の 00 は省略される為表示されません。

お礼

回答ありがとうございます。

> (char)-1 は -1

この -1 は char 型ですからこれも内部表現は 0xff、つまり 255 と思えばいいのですね。

> それぞれを、"%x" で表示する為に整数型(INT)にキャストすると

"%x" で表示する際に整数型(INT)にキャストされるという C の規則があったわけですか。それなら理解できます。ありがとうございました。

回答No.2

ysk6406

> なぜ char の方は 16bit の ffff が出力されるのかがよく分からないのですが。

この種の問題は、コンパイラの実装によって結果が異なります。

あなたのコンパイラでは、おそらく int 型が２バイトであり、printf での出力の際に値が int 型に変換されているのでしょう。

従って、環境が変われば値も変わります。
私の環境では、あるコンパイラでは ffffffff、別のコンパイラでは ff と出力されます。

お礼

回答ありがとうございます。

> おそらく int 型が２バイトであり、printf での出力の際に値が int 型に変換されているのでしょう。

確かに int 型は 2 バイトです。わざわざ char でキャストしているのに、printf のときまた int でキャストされるわけですか。なかなか複雑ですね。

ご自身の環境まで調べていただきありがとうございました。

回答No.1

katouka09

あなたの勘違いです。
0xffを10進数で表示させてみればわかります。
char型とunsigned char型では扱える範囲が異なります。
unsigned char型の場合は、0～255なので負の数字は扱えません。したがって-1を代入すると扱える範囲の最大数である255となり16進数で0xffとなるのです。
入門書等を読み直しましょう。

お礼

unsigned char の方は常識的な ff が出力されるのに、なぜ char の方は 16bit の ffff が出力されるのかがよく分からないのですが。