C语言 - 隐式类型转换

Posted 2021-06-11 跳动的bit

文章目录

• 一、整型提升
• • 1、什么是整型提升
  • 2、整型提升的意义
  • 3、如何进行整型提升
  • 4、通过代码验证整型提升的存在
• 二、算术转换

一、整型提升

1、什么是整型提升

C语言的整型算术运算总是至少以缺省整型类型的精度来进行的。为了获得这个精度，表达式中的字符和短整型操作数在使用之前被转换为普通整型，这种转换称为整型提升。
比如：
char a, b, c;
…
a = b + c;
将b和c的值提升为普通整型，然后再执行加法运算。加法运算完成之后，结果将被截断，然后再存储于a中

2、整型提升的意义

表达式的整型运算要在CPU的相应运算器内执行，CPU内整型运算器(ALU)的操作数的字节长度一般就是int的字节长度，同时也是CPU的通用寄存器的长度。因此，即使两个char类型的相加，在CPU执行时实际上也要先转换为CPU内整型操作数的标准长度。通用CPU(general-purpose CPU)是难以直接实现两个8比特字节直接相加运算(虽然机器指令中可能有这种字节相加指令)。所以，表达式中各种长度可能小于int长度的整型值，都必须先转换为int或unsigned int，然后才能送入CPU去执行运算式

3、如何进行整型提升

整型提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的
负数的整型提升：
char c1 = -1;
11111111
11111111 11111111 11111111 11111111

---

正数的整型提升：
char c2 = 1;
00000001
00000000 00000000 00000000 00000001

---

无符号整型提升，高位补0

分析以下程序c的结果是多少？

#include<stdio.h>
int main()
{
	char a = 3;
	char b = 127;
	char c = a + b;
	printf("%d\\n", c);//-126
	return 0 ;
}

为什么是-126呢？

分析：
00000011 -> a
 01111111 -> b
1、首先a和b都是char类型，都没有达到一个int的大小，所以就会发生整型提升
2、根据符号位整型提升后:
00000000 00000000 00000000 00000011 -> a
00000000 00000000 00000000 01111111  -> b
3、将整型提升后的a和b相加：
00000000 00000000 00000000 10000010 -> a + b
4、截断后存储于c：
10000010
5、在输出的时候是以%d的形式打印或者说c还是char类型的。所以还要继续提升：
11111111 11111111 11111111 10000010
6、在上面的所有步骤都是以补码进行操作的，所以还要转换为原码才能输出到屏幕上：
11111111 11111111 11111111 10000010 -> 补码
11111111 11111111 11111111 10000001 -> 反码
10000000 00000000 00000000 01111110 -> 原码
结果为-126

4、通过代码验证整型提升的存在

1、

#include<stdio.h>
int main()
{
	char a = 0xb6;
	short b = 0xb600;
	int c = 0xb6000000;

	if(0xb6 == a)//整型提升
		printf("a");
	if(0xb600 == b)//整型提升
		printf("b");
	if(0xb6000000 == c)//不用整型提升
		printf("c");
	return 0;
}

2、

#include<stdio.h>
int main()
{
	char c = 1;
	printf("%u\\n", sizeof(c));//1 -> 这里没有参数运算，所以不用整型提升
	
	//以下的+c和-c都参与运算了，所以就要整型提升
	printf("%u\\n", sizeof(+c));//4
	printf("%u\\n", sizeof(-c));//4
	
	//在vs2017下结果是1
	//但在Linux_gcc编译器下是4
	//这里想说的是gcc相对vs2017更贴近C标准，要以gcc为准
	printf("%u\\n", sizeof(!c));
	
	return 0;

二、算术转换

如果某个操作符的各个操作数属于不同的类型，那么除非其中一个操作数转换为另一个操作数的类型，否则操作就无法进行。下面的层次体系称为寻常算术转换
long double
double
float
unsigned long int
long int
unsigned int
int
如果某个操作数的类型在上面这个列表中排名较低，那么首先要转换为另外一个操作数的类型后执行运算
低字节 -> 高字节 (如果是相同字节的就向精度更高的转换)

#include<stdio.h>
int main()
{
	int a = 4;
	float f = 4.5f;

	float c1 = a + f;//将a从int类型转换到float类型
	int c2 = a + f;//warning:从float转换到int，可能会丢失数据
	printf("%f\\n", c1);
	printf("%d\\n", c2);
	return 0;
}