打印存储为字符串的十六进制值会产生意外的输出

Posted 2023-02-23

【中文标题】打印存储为字符串的十六进制值会产生意外的输出

【英文标题】：Printing the hex value stored as a string gives unexpected output

【发布时间】：2015-10-29 10:28:14

【问题描述】：

我在 C 语言中定义了字符串中的十六进制数字：

char chars[] = "\xfb\x54\x9c\xb2\x10\xef\x89\x51\x2f\x0b\xea\xbb\x1d\xaf\xad\xf8";

然后我想将这些值与另一个值进行比较。它不起作用，如果我打印如下值：

printf("%02x\n", chars[0]);

它写fffffffb。为什么会这样以及如何准确获取 fb 值？

【问题讨论】：

处理二进制数据时，您总是希望使用unsigned char。我会更改声明而不是添加演员表。

【参考方案1】：

这是因为符号扩展。

改变

printf("%02x\n", chars[0]);

到

printf("%02x\n", (unsigned char)chars[0]);

%x 格式说明符将在 32 位机器上读取 4 bytes。由于您已将chars 声明为字符数组，因此在获取值fb（负值）时将符号扩展为fffffffb，其中fb 的MSB 设置为它之前的所有其他位。

更多详情请参考sign extension

如果您将char chars[] 声明为unsigned char chars[]，则打印结果将符合预期。

【参考方案2】：

根据标准提及 %x 格式说明符和 fprintf()

o,u,x,X

无符号整数参数转换为无符号八进制（o），无符号 dddd 风格的十进制 (u) 或 无符号十六进制表示法（x 或 X）； [...]

因此，%x 的预期参数类型是 unsigned int。

现在，printf() 是一个可变参数函数，只有默认提升规则应用于其参数。在您的代码中，chars 是 char 类型的数组（其符号取决于实现），以防

printf("%02x\n", chars[0]);

chars[0] 的值被提升为 int，这不是 %x 的预期类型。因此，输出是错误的，因为 int 和 unsigned int 不是同一类型。 [请参阅 §6.7.2，C11]。所以，没有像

这样的明确演员表

printf("%02x\n", (unsigned int)chars[0]);

它调用undefined behaviour。

FWIW，如果你有一个支持 C99 的编译器，你可以使用 hh 长度修饰符来解决这个问题，比如

 printf("%02hhx\n", (unsigned char)chars[0]);

【讨论】：

[次要旁注]：我认为，C 开发人员之间有一个共同的共识，即 %x 格式说明符对 int 对象有效，它持有 nonnegative价值。例如 int i = 100; printf("%x\n", i); 是可以接受的，即使类型不是unsigned int。但是，严格来说是UB，对吧？

@GrzegorzSzpetkowski 是的，这就是我所知道的。 :-)

【参考方案3】：

这是因为符号扩展。

这将按您的预期工作：

printf("%02x\n", (unsigned char)chars[0]);