C语言入门 – 字节类型提升与符号位填充详解

总结：小字节类型提升大字节类型，按小字节的符号位填充大字节的内存空间

描述的是将有符号整数从一个小尺寸的类型（char ，一字节）转换（提升）为一个大尺寸的类型（int ，四字节）时，为了保证数值不变，计算机会用原小类的最高位（符号位）来填充新开辟出来的所有高位字节

字节大小
- 小字节类型：指占用内存空间较小的数据类型如char（一字节） short（两字节）
- 大字节类型：值占用内存空间较大的数据类型如int（四字节） long（八字节）
符号位
- 在有符号整数中的二进制最高位，不表示数值，而是表示正负
- 符号位为0：表示正数
- 符号位为1： 表示负数
提升与填充
- 当需要将一个小字节的有符号整数放到一个大字节的空间时，比如将 signed char 赋值给 int
  - 保留原数值的二进制位（低位二进制数）
  - 大空间中一般会在原二进制数的高位多出空位（1字节-4字节，多出24个空位）
  - 空位值的填充 一般使用小类型的符号位作为值进行填充
    - 如果符号位为正数（0），高位全部填充0
    - 如果符号位为负数（1），高位全部填充1
- 目的
  - 保持数值的十进制意义不变，对于使用补码表示的负数，用1填充高位是保持负数值正确的唯一方法

提升一个正数

signed char c = 100;       // 二进制: 01100100 (符号位是0)
int i = c;                 // 提升到 int
// 提升过程：
// 1. 保留低8位:                        01100100
// 2. 高24位用符号位(0)填充: 00000000 00000000 00000000
// 最终 i 的32位二进制: 00000000 00000000 00000000 01100100
// 对应的十进制仍是 100。

提升一个负数

signed char c = -100; // 二进制（补码）: 10011100 (符号位是1)
                      // 解释：10011100 是 -100 的8位补码表示。
int i = c;            // 提升到 int
// 提升过程：
// 1. 保留低8位: 10011100
// 2. 高24位用符号位(1)填充: 11111111 11111111 11111111
// 最终 i 的32位二进制: 11111111 11111111 11111111 10011100
// 这正好是 -100 的32位补码表示，十进制值仍是 -100。