【C语言】你不知道的隐式类型转换规则

简介: 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。

【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:


1.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。

2.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

3.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。

4.char型和short型参与运算时,必须先转换成int型。

5.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!🎉

相关文章
|
6月前
|
存储 程序员 C语言
C语言变量命名规则
C语言变量命名规则
349 0
|
6月前
|
程序员 编译器 C语言
『C语言进阶』隐式类型转换规则
『C语言进阶』隐式类型转换规则
|
21天前
|
存储 大数据 编译器
C语言:结构体对齐规则
C语言中,结构体对齐规则是指编译器为了提高数据访问效率,会根据成员变量的类型对结构体中的成员进行内存对齐。通常遵循编译器默认的对齐方式或使用特定的对齐指令来优化结构体布局,以减少内存浪费并提升性能。
|
6月前
|
编译器 C语言
C语言宏定义(#define定义常量​、#define定义宏​、 带有副作用的宏参数、 宏替换的规则、 宏函数的对比)
C语言宏定义(#define定义常量​、#define定义宏​、 带有副作用的宏参数、 宏替换的规则、 宏函数的对比)
|
5月前
|
编译器 C语言
【C语言】:中移位操作符,位操作符详运算规则详解
【C语言】:中移位操作符,位操作符详运算规则详解
44 1
|
4月前
|
存储 编解码 程序员
C语言17---计算机的存储规则
C语言17---计算机的存储规则
|
6月前
|
安全 程序员 C语言
从C语言到C++_37(特殊类设计和C++类型转换)单例模式(下)
从C语言到C++_37(特殊类设计和C++类型转换)单例模式
52 5
|
5月前
|
C语言
【C语言基础篇】数组传参规则详解
【C语言基础篇】数组传参规则详解
|
6月前
|
设计模式 编译器 Linux
从C语言到C++_37(特殊类设计和C++类型转换)单例模式(中)
从C语言到C++_37(特殊类设计和C++类型转换)单例模式
41 0
|
6月前
|
安全 编译器 C语言
从C语言到C++_37(特殊类设计和C++类型转换)单例模式(上)
从C语言到C++_37(特殊类设计和C++类型转换)单例模式
39 0