C 语言扩展九位有符号数

什么是“C 语言中的符号扩展”？

在 C 编程中，符号扩展 指的是在整数增加或扩展时，将有符号整数的符号位扩展以填充额外位的过程。这通常发生在执行导致更大数据类型的操作时。例如，考虑您有一个有符号的 8 位整数 (char)，并将其映射到 16 位有符号整数 (short) 的情况。如果原始 8 位整数是负数，符号扩展确保 16 位整数的高位也设置为保留负值。

示例

输出

Original value: -5
Extended value: -5

在这个例子中，如果 originalValue 是一个负数，符号位会扩展以填充 short 变量 (extendedValue) 的附加位。它确保在扩展数据类型时保留值的符号。重要的是要注意标记传播，以避免意外结果并确保正确的标记传播，尤其是在处理不同大小的数据类型时。

符号扩展一个九位数字

如果您想在 C 语言中对九位数字进行符号扩展，则必须将其强制转换为更大的数据类型，同时保留符号位。假设您有一个九位有符号整数，该过程涉及将原始值更改 7 位，以将符号位放置在 16 位有符号整数的最高有效位 (MSB) 中。之后，使用算术右移执行 7 位右移，以使符号位前进以填充左侧的额外位。这确保了原始九位数字的符号在 16 位 表示中得到保留。位特定的函数有效地根据更广泛的数据类型调整符号位的位置。重要的是要注意，实际操作可能会因特定的数据表示和编程上下文而异。此技术通常用于不同大小的整数类型，以确保字符的一致分布。

示例

输出

Original 9-bit value: 491
Sign-extended 16-bit value: 491

随附的 C 程序演示了九位有符号整数到 16 位有符号整数的符号扩展。一个 9 位数字以二进制表示为 0b111101011，对应于十进制 -21。字符扩展的本质是双向左右移动。变量 nineBitNumber 向左移动 7 位 (<<7)，其符号位与 16 位有符号整数的最高有效位 (MSB) 对齐。之后，使用 7 位右移 (<< 7)，它执行算术右移。此函数存储符号位并将其扩展以填充 16 位整数的高位。结果的符号扩展值存储在 signExtendedValue 变量中。之后，程序使用 printf 显示原始 9 位值和符号扩展的 16 位值。当处理不同大小的数据时，这些类型的字符扩展至关重要，以确保在扩展数据类型时字符位传播正确。

在此示例中，原始的 9 位值 (-21) 正确地扩展为 16 位有符号整数，并且 printf 显示两个值。符号扩展确保在数据类型从 9 位扩展到 16 位时保留负号。

结论

您可以按如下方式在 C 语言中扩展九位数字。

1. 确定九位数字的符号位，即最高有效位 (MSB)。
2. 如果符号位为 0，则该数字为正数，不需要符号扩展。
3. 如果符号位为 1，则该数字为负数，需要符号扩展。
4. 如果您想对负数进行符号扩展，请将所有高位设置为 1，直到达到所需宽度（例如 16 或 32 位）。
5. 如果扩展 16 位，如果符号位为 1，则将位 9 到 15 设置为 1。如果扩展 32 位，如果符号位为 1，则将位 9 到 31 设置为 1。