C語言中你不知道的隱式類型轉換規(guī)則詳解
前言
- 在 C 語言中,類型轉換的方式一般可分為隱式類型轉換和顯示類型轉換(也稱為強制類型轉換)。
- 其中隱式類型轉換由編譯器自動進行,不需要程序員干預。
- 隱式類型轉換通常有兩種情況:整形提升和算術轉換。
一、隱式類型轉換的規(guī)則
在C語言中,自動類型轉換遵循以下規(guī)則:
- 若參與運算量的類型不同,則先轉換成同一類型,然后進行運算。
- 轉換按數據長度增加的方向進行,以保證精度不降低。如int型和long型運算時,先把int量轉成long型后再進行運算。
a、若兩種類型的字節(jié)數不同,轉換成字節(jié)數高的類型
b、若兩種類型的字節(jié)數相同,且一種有符號,一種無符號,則轉換成無符號類型 - 所有的浮點運算都是以雙精度進行的,即使僅含float單精度量運算的表達式,也要先轉換成double型,再作運算。
- char型和short型參與運算時,必須先轉換成int型。
- 在賦值運算中,賦值號兩邊量的數據類型不同時,賦值號右邊量的類型將轉換為左邊量的類型。如果右邊量的數據類型長度比左邊長時,將丟失一部分數據,這樣會降低精度,丟失的部分按四舍五入向前舍入。
二、整型提升
C的整型算術運算總是至少以缺省整型類型的精度來進行的。
為了獲得這個精度,表達式中的字符和短整型操作數在使用之前被轉換為普通整型,這種轉換稱為整型提升。
1.整型提升的意義
表達式的整型運算要在CPU的相應運算器件內執(zhí)行,CPU內整型運算器(ALU)的操作數的字節(jié)長度。
一般就是int的字節(jié)長度,同時也是CPU的通用寄存器的長度。
因此,即使兩個char類型的相加,在CPU執(zhí)行時實際上也要先轉換為CPU內整型操作數的標準長度。
通用CPU(general-purpose CPU)是難以直接實現(xiàn)兩個8比特字節(jié)直接相加運算(雖然機器指令中可能有這種字節(jié)相加指令)。所以,表達式中各種長度可能小于int長度的整型值,都必須先轉換為int或unsigned int,然后才能送入CPU去執(zhí)行運算。
代碼示例:
char a,b,c; a = b + c;
b和c的值被提升為普通整型,然后再執(zhí)行加法運算。
加法運算完成之后,結果將被截斷,然后再存儲于a中。
2.如何進行整體提升?
整形提升是按照變量的數據類型的符號位來提升的
2.1正數的整形提升
高位補充符號位,即補0
char c2 = 1; 變量c2的二進制位(補碼)中只有8個比特位: 00000001 因為 char 為有符號的 char //VS中默認char為有符號char 所以整形提升的時候,高位補充符號位,即為0 提升之后的結果是: 00000000000000000000000000000001
2.2負數的整型提升
高位補充符號位,即補1
char c1 = -1; 變量c1的二進制位(補碼)中只有8個比特位: 1111111 因為 char 為有符號的 char 所以整形提升的時候,高位補充符號位,即為1 提升之后的結果是: 11111111111111111111111111111111
2.3無符號整型提升
高位補0
3.整型提升實例
代碼示例1:
#include<stdio.h>
int main()
{
char a = 0xb6;
short b = 0xb600;
int c = 0xb6000000;
if (a == 0xb6)
printf("a");
if (b == 0xb600)
printf("b");
if (c == 0xb6000000)
printf("c");
return 0;
}
代碼結果:
c
結果分析:
實例1中的a,b要進行整形提升,但是c不需要整形提升
a,b整形提升之后,變成了負數,所以表達式 a0xb6 , b0xb600的結果是假,但是c不發(fā)生整形提升,則表達式 c==0xb6000000 的結果是真.
代碼示例2:
#include<stdio.h>
int main()
{
char c = 1;
printf("c=%u\n", sizeof(c));//%u按無符號整形unsigned int打印
printf("c=%u\n", sizeof(+c));
printf("c=%u\n", sizeof(-c));
return 0;
}
c=1
c=4
c=4
實例2中的,c只要參與表達式運算,就會發(fā)生整形提升,表達式 +c ,就會發(fā)生提升,所以 sizeof(+c) 是4個字節(jié)。
表達式 -c 也會發(fā)生整形提升,所以 sizeof(-c) 是4個字節(jié),但是 sizeof© ,就是1個字節(jié)。
三、算術轉換
如果某個操作符的各個操作數屬于不同的類型,那么除非其中一個操作數的轉換為另一個操作數的類型,否則操作就無法進行。下面的層次體系稱為尋常算術轉換。
//排名由高到低 long double double float unsigned long int long int unsigned int int
如果某個操作數的類型在上面這個列表中排名較低,那么首先要轉換為另外一個操作數的類型后執(zhí)行運算。
警告:
但是算術轉換要合理,要不然會有一些潛在的問題。
代碼示例:
如果某個操作數的類型在上面這個列表中排名較低,那么首先要轉換為另外一個操作數的類型后執(zhí)行運算。
警告:
但是算術轉換要合理,要不然會有一些潛在的問題。
代碼示例:
#include<stdio.h>
int main()
{
float f = 3.14;
int num = f;//隱式轉換,會有精度丟失
printf("num=%d",num);
}
代碼結果:
num=3
結果分析:
在賦值運算過程中,當兩邊的數據類型不一樣時,右邊的數據將強制轉換為左邊的數據,即float類型的b將強制轉會為int類型,小數點后面的部分直接丟棄,導致精度下降。
小結
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