为什么char标称占用1字节8比特,代码观测却仅占用7比特?
问题解答
核心结论
C++ 标准明确规定 char 类型的大小为 1 字节,现代通用计算机系统中1字节固定为8比特,不存在7比特的char。你观测到的结果是两段测试代码的逻辑错误导致的误判。
第一段代码的问题说明
你写的二进制输出逻辑存在缺陷,只会输出从最低位到最高有效位(第一个值为1的比特)的部分,高位的前导0会被直接跳过,并不是不存在。'a' 的ASCII码值是97,对应的完整8比特二进制为 01100001:
- 你的代码从低位开始逐位输出,得到的
1 0 0 0 0 1 1其实是后7位的倒序结果 - 最高位的0因为不影响正整数的大小,在
val /= 2到最后变成0时循环提前终止,所以没有被打印出来,不是这1比特不存在。
第二段代码的问题说明
你对指针运算的规则理解有误:&arr 是指向整个char数组的指针,它的步长等于整个数组的字节大小。你定义的数组是7个char元素,总大小是7字节,所以&arr + 1的地址自然会比&arr大7字节,和单个char的大小完全无关。
如果要查看单个char元素的地址间隔,应该写成cout << static_cast<void*>(&arr[i]) << endl;,你会看到相邻元素的地址差是1,也就是8比特。
剩余1比特的作用
标准ASCII码确实只用到了低7比特,最高位的使用分场景:
- 存储标准ASCII字符时,最高位固定为0
- 如果你用的是有符号
char(大多数编译器默认char是有符号的),最高位是符号位,可用来表示-128~127的数值 - 扩展ASCII编码、多字节编码(比如GBK、UTF-8的多字节单元)会用到这1比特存储额外的编码信息
内容的提问来源于stack exchange,提问作者ramakrishna
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