バイトを表す型

C++ では以下の型のサイズが1バイトと規定されています。 C でも同様です。

• char
• signed char
• unsigned char

ビットを取り扱う際には符号なしであることが望ましいため、 バイトを表す型としては unsigned char を使用します。

char は signed char とは異なる型

以下の型はすべて異なる型として扱われます。

• char
• signed char
• unsigned char

異なる型であるため、次のようなオーバーロードが可能です。

#include <iostream>

void Hoge(char c) {
    std::cout << "char: " << c << std::endl;
}

void Hoge(signed char c) {
    std::cout << "signed char: " << c << std::endl;
}

void Hoge(unsigned char c) {
    std::cout << "unsigned char: " << c << std::endl;
}

int main() {
    Hoge('A');                              // char: A
    Hoge(static_cast<char>('B'));           // char: B
    Hoge(static_cast<signed char>('C'));    // signed char: C
    Hoge(static_cast<unsigned char>('D'));  // unsigned char: D
    return 0;
}

char は処理系で最も効率的に処理できる文字表現の型です。 char のビット表現は signed char または unsigned char のいずれか一方と一致しますが、どちらと一致するかは処理系依存です。

C++17 で追加された std::byte

文字とバイトデータの用途を明確にするため、 C++17 で std::byte という型が追加されました。

C++17 の機能であるため C++11 では使用できません。

1バイトは8ビットとは限らない

2008年に発行された IEC 80000-13 にて $1 byte = 8 bits$ と正式に定義されました。

それ以前は 処理系が1つのアドレスで扱うビット数 (メモリ操作の最小単位) を 1バイトと定めることが多く、 $1 byte = 8 bits$ とは限らず $1 byte = 7 bits$ や $1 byte = 9 bits$ となることもありました。

C や C++ では以下の制約によって $1 byte = 8 bits$ 以上と規定しています。

• char 型のサイズを1バイトとする
• char 型のビット数 CHAR_BIT は8ビット以上とする

C や C++ では $1 byte = 7 bits$ は許容されませんが、 $1 byte = 9 bits$ は許容されています。

実際には $1 byte = 8 bits$ ではない処理系は非常に少ないため、 $1 byte = 8 bits$ だけを想定した実装にすることも多いです。

$1 byte = 8 bits$ しか想定していないことを表明する必要があれば 次のようにします。

#include <climits>
static_assert(CHAR_BIT == 8, "Not support 1byte != 8bits");