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C整型升级和寻常算术转换

 
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ANSI C中的整型升级

char,short int或者int型位段(bit-field),包括它们的有符号或无符号变型,

以及枚举类型,可以使用在需要int或unsigned int的表达式中,

如果int可以完整地表示源类型的所有值,那么该类型的值就转换为int,否则转换为unsigned int。

ANSI C中的寻常算术转换

当执行算术运算时,操作数的类型如果不同,就会发生转换。

数据类型一般朝着浮点精度更高、长度更长的方向转换,

整型数如果转换为signed不会丢失信息,就转换为signed,否则就转换为unsigned。

这个称为值保留(value preserving)原则,与K&R C所采用的无符号保留(unsigned preserving)原则不同。

浮点类:

如果一个操作数的类型是long double,那么另一个操作数无论是什么类型都将被转换成long double。

如果两个操作数都不是long double型,那么当其中一个操作数的类型是double型,则另一个就将被转换成double 型。

如果两个操作数都不是double型,而其中一个操作数是float型,则另一个被转换成float型。

注意:doublefloat都不可用unsigned,short修饰,另外float还不可用long修饰

整形类规:

否则,两个操作数都不是三种浮点类型之一,它们一定是某种整值类型。在确定共同的目标提升类型之前,编译器将在所有小于int的整值类型上施加一个被称为整值提升(integral promotion)的过程。在进行整值提升时,类型(char、signed char、unsigned char和short、int)都被提升为类型int。如果机器上的int型足够表示所有unsigned、shoft型的值(这通常发生在short用半个字表示,而int用一个字表示的情况下),则unsigned short int也被转换成int,否则它会被提升为unsigned int。

wchar_t和枚举类型被提升为能够表示其底层类型(underlying type)所有值的最小整数类型。

一旦整值提升执行完毕,类型比较就又一次开始。如果一个操作数是unsigned long型,则第二个也被转换成unsigned long型。如果两个操作数的类型都不是unsigned long,而其中一个操作数是long型,则另一个也被转换成long型。long 类型的一般转换有一个例外,如果一个操作数是long型,而另一个是unsigned int型,那么只有机器上的long型足够长,以便能够存放unsigned int的所有值时(一般来说,在32位操作系统中,long型和int 型都用一个字长来表示,所以不满足这里的假设条件),unsigned int才会被转换为long型,否则两个操作数都被提升为unsigned long型。若两个操作数都不是long型,而其中一个是unsigned int型,则另一个也被转换成unsigned int 型。否则两个操作数一定都是int 型。

int d = -1;

if (d <= sizeof(arr)/sizeof(arr[0]))

...

这样的比较语句有问题,sizeof运算符返回无符号数。

if语句在signed int和unsigned int之间测试相等性,

按照上面的说法,可以这样解释:

首先,signed int和unsigned int长度相同,不会向更长的方向转换。

其次,signed int不能完整地表示unsigned int的所有值。

因此,signed int d被转换为unsigned int类型。

这样,-1就变成一个非常巨大的正整数,导致比较结果与预期的不符。

解决的方法是使用强制转换,(int)(sizeof(arr)/sizeof(arr[0]))。

我在VC++ 6.0和DEV-C++ 4.9.9.0中尝试了上面那段代码,的确如此。

不要因为无符号数不存在负值而用它表示数量(如年龄、国债等),

尽量使用int之类的有符号数,这样在混合运算中,

这样就不必担心边界情况(如-1被翻译为非常大的正数)。

只有在使用位段和二进制掩码时,才使用无符号数。

应该在表达式中使用强制类型转换,使所有的操作数均为有符号数或无符号数,

这样就不必由编译器来选择结果的类型。

C语言中的类型转换比一般人想象中的要广泛得多。

在涉及类型小于int或double的表达式中,都有可能出现类型转换。

printf(" %d ", sizeof 'A');

的结果是4, 是int的长度,编译器首先将'A'升级为整数97,再调用sizeof

整型提升就是char、short int和位段类型(无论signed或unsigned)以及枚举类型将被提升为int,

前提是int 能够完整地容纳原先的数据,否则将被转换为unsigned int。

ANSI C表示,如果编译器能够保证运算结果一致,

也可以省略类型提升——这通常出现在表达式中存在常量操作数的时候。

另一个会发生隐式类型转换的地方就是参数传递。

在K&R C中,由于函数的参数也是表达式,所以也会发生类型提升。

在ANSI C中,如果使用了适当的函数原型,类型提升便不会发生,否则也会发生。

在被调用函数的内部,提升后的参数被裁减为原先声明的大小。

这就是为什么单个的printf()格式字符串%d能适用于几个不同类型,

short、char或int,而不论实际传递的是上述类型的哪一个。

函数从堆栈中(或寄存器中)取出的参数总是int类,并在printf或其他被调用函数里按统一的格式处理。

printf是一个可变参数函数,此时一般的参数提升始终会发生。

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