C语言你不知道的隐式类型转换规则
【前言】
- 本文接着C语言中的操作符(万字详解)讲解隐式类型转换规则,还有没学操作符的老铁可以回头看看。
- 在 C 语言中,类型转换的方式一般可分为隐式类型转换和显示类型转换(也称为强制类型转换)。
- 其中隐式类型转换由编译器自动进行,不需要程序员干预。
- 隐式类型转换通常有两种情况:整形提升和算术转换。
一、隐式类型转换的规则
在C语言中,自动类型转换遵循以下规则:
- 若参与运算量的类型不同,则先转换成同一类型,然后进行运算。
- 转换按数据长度增加的方向进行,以保证精度不降低。如int型和long型运算时,先把int量转成long型后再进行运算。
a、若两种类型的字节数不同,转换成字节数高的类型
b、若两种类型的字节数相同,且一种有符号,一种无符号,则转换成无符号类型 - 所有的浮点运算都是以双精度进行的,即使仅含float单精度量运算的表达式,也要先转换成double型,再作运算。
- char型和short型参与运算时,必须先转换成int型。
- 在赋值运算中,赋值号两边量的数据类型不同时,赋值号右边量的类型将转换为左边量的类型。如果右边量的数据类型长度比左边长时,将丢失一部分数据,这样会降低精度,丢失的部分按四舍五入向前舍入。
二、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。
1.整型提升的意义
表达式的整型运算要在CPU的相应运算器件内执行,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。
代码示例:
char a,b,c;
a = b c;
b和c的值被提升为普通整型,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.如何进行整体提升?
整形提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的
2.1正数的整形提升
高位补充符号位,即补0
char c2 = 1;
变量c2的二进制位(补码)中只有8个比特位:
00000001
因为 char 为有符号的 char //VS中默认char为有符号char
所以整形提升的时候,高位补充符号位,即为0
提升之后的结果是:
00000000000000000000000000000001
2.2负数的整型提升
高位补充符号位,即补1
char c1 = -1;
变量c1的二进制位(补码)中只有8个比特位:
1111111
因为 char 为有符号的 char
所以整形提升的时候,高位补充符号位,即为1
提升之后的结果是:
11111111111111111111111111111111
2.3无符号整型提升
高位补0
3.整型提升实例
代码示例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;
}
代码结果:
c
结果分析:
实例1中的a,b要进行整形提升,但是c不需要整形提升
a,b整形提升之后,变成了负数,所以表达式 a0xb6 , b0xb600的结果是假,但是c不发生整形提升,则表达式 c==0xb6000000 的结果是真.
代码示例2:
#include<stdio.h>
int main()
{
char c = 1;
printf("c=%u\n", sizeof(c));//%u按无符号整形unsigned int打印
printf("c=%u\n", sizeof( c));
printf("c=%u\n", sizeof(-c));
return 0;
}
c=1
c=4
c=4
实例2中的,c只要参与表达式运算,就会发生整形提升,表达式 c ,就会发生提升,所以 sizeof( c) 是4个字节。
表达式 -c 也会发生整形提升,所以 sizeof(-c) 是4个字节,但是 sizeof© ,就是1个字节。
三、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。
//排名由高到低
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。
警告:
但是算术转换要合理,要不然会有一些潜在的问题。
代码示例:
#include<stdio.h>
int main()
{
float f = 3.14;
int num = f;//隐式转换,会有精度丢失
printf("num=%d",num);
}
代码结果:
num=3
结果分析:
在赋值运算过程中,当两边的数据类型不一样时,右边的数据将强制转换为左边的数据,即float类型的b将强制转会为int类型,小数点后面的部分直接丢弃,导致精度下降。
【小结】
如果不了解整形,c偷偷将你的数据类型改变了你都不知道。
我想大家应该了解整形提升了吧,下次c再偷偷改我们的类型,我们虽然不能阻止,但是却可以知道了吧!
今天讲的隐式类型转换就到这里啦!🎉
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