C语言中通过char*强制转换访问float字节表示的问题

符号扩展的原因 #

你的系统中char是有符号类型（默认配置下多数系统均如此）。当读取的字节最高位为1时（比如0xe1、0xc1，二进制最高位是1），该char值会被视为负数。
使用%#x格式符打印时，char会被自动提升为int类型，负数的二进制会执行符号扩展——高位全部补1，因此单字节的0xe1会被扩展为32位的0xffffffe1，0xc1则变为0xffffffc1。

优化实现方式 #

1. 修改为无符号字符指针（最小改动） #

将指针类型改为unsigned char*，读取的字节会被当作无符号值处理，提升为int时高位补0，即可输出正确的单字节十六进制：

#include <stdio.h>

int main() {
    float f1 = -12.78;
    const unsigned char *p = (const unsigned char *)&f1;
    for(int i=0; i < sizeof(f1); i++) {
        printf("i: %i and p: %p and byte is %#x\n", i, (void*)p, *p);
        p++;
    }
}

注意：打印%p时需将unsigned char*转为void*，这是%p格式符的要求，避免编译器警告。

2. 使用联合体（Union）访问内存（标准合规且易读） #

C标准允许通过联合体共享内存空间，直接用数组访问浮点数的每个字节，可读性更强：

#include <stdio.h>

typedef union {
    float f;
    unsigned char bytes[sizeof(float)];
} FloatBytes;

int main() {
    FloatBytes fb;
    fb.f = -12.78;
    for(int i=0; i < sizeof(fb.f); i++) {
        printf("i: %i, byte is %#x\n", i, fb.bytes[i]);
    }
}

3. 关于你尝试的char数组和void*指针 #

• char数组：改为unsigned char数组即可避免符号扩展问题；
• void*指针：void*无法直接自增（无明确内存大小），需先转为unsigned char*再操作：

#include <stdio.h>

int main() {
    float f1 = -12.78;
    void *vp = &f1;
    for(int i=0; i < sizeof(f1); i++) {
        unsigned char byte = *(unsigned char*)vp;
        printf("i: %i and p: %p and byte is %#x\n", i, vp, byte);
        vp = (unsigned char*)vp + 1;
    }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者OutsideLoop