(计算机组成原理)第二章数据的表示和运算-第二节7：详解C语言中的强制类型转换

Posted 2021-09-01 快乐江湖

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• • （1）无符号数和有符号数
  • （2）长整数变为短整数
  • （3）短整数变为长整数

在学习完前面几节的内容后，相信大家对数据是如何在计算机中存储、运算的有了更加深入的认识，那么接下来我们就以更深层次的角度来看看我们熟悉的C语言中的强制类型转换

（1）无符号数和有符号数

有如下代码

int main()
{
	short x=-4321;//短整型，顶点负整数
	unsigned short y = (unsigned short)x;//无符号短整型
}

我们知道在计算机中数据是以补码的形式保存的，因此变量x的补码形式为

1110 1111 0001 1111

第二句代码进行强制类型转换，把一个有符号转换为了无符号，并用无符号变量保存；在这个过程中数据的内容是没有被改变的，只是改变了解释的方式，也就说说变量y的内容依然是

1110 1111 0001 1111

但是在解释是计算机会把第一位的符号位当作数值位，因此y对应的真值是61215

（2）长整数变为短整数

有如下代码

int a=165537,b=-34991;//整形
short c=(short)a;
short d=(short)b;//强制类型转换，长整形转为短整型

这个例子中短整型为16位，整形为32位，因此将长整形转换为短整型，短整型的变量肯定不能完全保存，会丢失精度。具体规则为：高位截断，保留低位

比如a的十六进制为

0x000286a1
0010 1000 0110 1010 0001//二进制形式

使用c保存后，值为

0x86a1
1000 0110 1010 0001//二进制形式

1000 0110 1010 0001是c的补码，属于有符号数，是一个负数，其原码（负数原码等于补码除符号位按位取反后+1）为1111 1001 0101 1111，对应真值-31071

再比如，b的十六进制为

0xffff7751
1111 1111 1111 1111 0111 0111 0101 0001//二进制形式

使用d保存后，值为

0x7751
0111 0111 0101 0001//二进制形式

0111 0111 0101 0001是d的补码，属于有符号数，是一个正数，其原码（正数原码和补码一致）为0111 0111 0101 0001，对应真值30545

（3）短整数变为长整数

有如下代码

short x=-4321;//短整型
int m=x;//使用整形保存短整型
unsigned short n=(unsigned short)x;//将x强制转为为无符号，然后复制给无符号短整型
unsigned int p = n;//把无符号短整型n变为无符号整形

这属于之前讲到过的符号扩展问题。这里x是一个负数，所以会在符号位和原有的数值位之间添上1，这样做最后的结果不改变，只是补码的长度发生改变

unsigned short n=(unsigned short)x将x这个有符号短整型转换为了无符号短整型，计算机会将其补码原封不动的赋值给n，但是会按照无符号的规则解析真值，真值为61215

unsigned int p = n属于无符号到无符号的转换，直接填0即可。