[C]类型提升详解

    xiaoxiao2022-07-04  108

    整型提升 C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。 表达式的运算要在CPU内执行,CPU内整型运算器的操作数的字节长度一般是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执行时也要先转换为CPU内整型操作数的标准长度。通用CPU是难以直接实现两个8比特字节直接相加运算所以,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。 如何转换: 如果是unsigned类型的那么高位补0; 如果是signed类型的那么高位补符号位; 这里需要注意的是 char的长度 ≤ short int的长度 ≤ int的长度 这意味着short int与int的长度相等的可能。这种情形下,unsigned short就无法提升为int表示,只能提升为unsigned int。(一般情况下short占2个字节,某些时候short会占4个字节)

    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的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

    比如int + unsigned int,int类型的操作数就要先提升到unsigned int然后进行计算 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。

    警告: 但是算术转换要合理,要不然会有一些潜在的问题:

    float f = 3.14; int num = f;//隐式转换,会有精度丢失

    这里发生的隐式类型转换是这样的:在内存上创建一个const int类型的只读临时变量,其数值是3(将小数点后面舍去)然后将其赋值给num,所以会有精度丢失。

    下面来看一道面试题:

    #include <stdio.h> int main() { char c; unsigned char uc; unsigned short us; c = 128; uc = 128; us = c + uc; printf("0x%x\n", us); us = (unsigned char)c + uc; printf("0x%x\n", us); us = c + (char)uc; printf("0x%x\n", us); return 0; }

    第一次是这样的过程: c = 128; uc = 128; us = c + uc; 由于c是char类型,uc是unsigned char类型他们相加就会提升到int类型: 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0000 c(char类型提示规则:高位补符号位) 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0000 uc(unsigned char提升规则:高位补0) 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 这个int类型的计算结果放在寄存器中 然后将寄存器中的值放入us中,由于us是unsigned short类型所以舍掉前两个字节,就成了0x0

    第二次是这样的过程: c = 128; uc = 128; us = (unsigned char)c + uc; 同样c是char类型,uc是unsigned char类型,将c强转成unsigned类型,他们相加会提升到int类型: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0000 c(unsigned char提升规则:高位补0) 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0000 uc(unsigned char提升规则:高位补0) 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000 0000 这个int类型的计算结果放在寄存器中 然后将寄存器中的值放入us中,由于us是unsigned short类型所以舍掉前两个字节,就成了0x10

    第三次是这样的过程: c = 128; uc = 128; us = c + (char)uc; 同样c是char类型,uc是unsigned char类型,将c强转成unsigned char类型,他们相加会提升到int类型: 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0000 c(char类型提示规则:高位补符号位) 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0000 uc(char类型提示规则:高位补符号位) 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000 这个int类型的计算结果放在寄存器中 然后将寄存器中的值放入us中,由于us是unsigned short类型所以舍掉前两个字节,就成了0xff00

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