【表达式求值】整型提升和算术转换

简介: 【表达式求值】整型提升和算术转换

1. 整型提升

C语言中整型算术运算总是至少以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(若类型 < 整型类型,则该类型提升为int或者unsigned int)

1.1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类型的字节长度,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(即4字节)。

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。

实例1:

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。

1.2如何进行整体提升呢?

  1. 有符号整数提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的
  2. 无符号整数提升,高位补0
//负数的整形提升
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
//正数的整形提升
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
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
//无符号整形提升,⾼位补0

2. 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以个操作数的类型,否则操作就无法进行。下面的层次体系称为寻常算术转换

//操作类型若不同,采用从下至上的   小类型—>大类型

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靠后,那么首先要转换为另外⼀个操作数的类型后执行运算。

如:

char —> double分两步:

  1. char—>int
  2. int —>double

3. 问题表达式解析

3.1 表达式1

//表达式的求值部分由操作符的优先级决定。

//表达式1

a*b + c*d + e*f

       表达式1在计算的时候,由于 * 比 + 的优先级高,只能保证, * 的计算是比 + 早,但是优先级并不能决定第三个 * 比第一个 + 早执行。

所以表达式的计算顺序有两种:

第一种:

  1. a*b
  2. c*d
  3. a*b + c*d
  4. e*f
  5. a*b + c*d + e*f

第二种:

  1. a*b
  2. c*d
  3. e*f
  4. a*b + c*d
  5. a*b + c*d + e*f

        对于这种代码,容易产生错误。所以,在我们自己写的时候,可以加上()来确定顺序,这样就是唯一计算顺序了。

3.2 表达式2

//表达式2

c + --c;

同上,操作符的优先级只能决定自减 -- 的运算在 + 的运算的前面,但是我们并没有办法得知, + 操作符的左操作数的获取是在右操作数之前还是之后求值(即不知道第一个c是--之后的值还是之前的值)所以结果是不可预测的,是有歧义的。

3.3 表达式3

//表达式3
int main()
{
    int i = 10;
    i = i-- - --i * ( i = -3 ) * i++ + ++i;
    printf("i = %d\n", i);
    return 0;
}

表达式3在不同编译器中测试结果:非法表达式程序的结果

3.4 表达式4

#include <sdtio.h>
int fun()
{
  static int count = 1;
  return ++count;
}
int main()
{
  int answer;
  answer = fun() - fun() * fun();
  printf("%d\n", answer); //输出多少?
  return 0;
}

这个代码有没有实际的问题?有问题!

虽然在大多数的编译器上求得结果都是相同的。

但是上述代码 answer = fun() - fun() * fun(); 中我们只能通过操作符的优先级得知:先

算乘法,再算减法。

函数的调用先后顺序无法通过操作符的优先级确定。

4. 操作符属性

总结:

即使有了操作符的优先级和结合性,我们写出的表达式依然有可能不能通过操作符的属性确定唯一的计算路径,那这个表达式就是存在潜在风险的,建议不要写出特别复杂的表达式。

只有一点小小归纳,希望能帮到大家!

如果大家发现知识点错误的话,请帮忙指出,十分感谢!!

也请大家帮忙点赞、评论,这将督促我前行,大家一起加油!!!


目录
相关文章
|
数据安全/隐私保护 iOS开发 MacOS
|
6月前
|
运维 NoSQL Java
系统永不宕机的核心密码:冗余、故障隔离、自动恢复全链路落地指南
本文系统阐述高可用架构三大核心支柱:冗余(消除单点)、故障隔离(阻断扩散)和自动恢复(秒级闭环)。涵盖硬件、应用、数据及地域四层冗余设计,服务、线程池、读写等六类隔离方案,以及流量摘除、熔断降级、主从切换等自动恢复实践,强调三者协同与全链路落地。
661 4
|
4月前
|
人工智能 开发者 SEO
从 SOLO 独立开发者社区,我看到了越来越多开发者开始做自己的产品
SOLO独立开发者社区聚焦真实产品构建过程,涵盖AI工具、一人公司、Side Project等方向,助力中文开发者交流踩坑经验、沉淀实战案例、连接同行伙伴,共建专注长期成长的纯粹技术社区。
从 SOLO 独立开发者社区,我看到了越来越多开发者开始做自己的产品
|
开发工具 git 开发者
vscode+git解决远程分支合并冲突
通过这些详细步骤,您可以掌握如何使用VSCode和Git高效地解决远程分支合并冲突,提高开发效率和代码质量。希望这些内容对您的学习和工作有所帮助。
3725 86
|
9月前
|
机器学习/深度学习 人工智能 运维
机器学习不是“银弹”,但能救你于告警地狱:AIOps 减噪的 3 个实战方法(Motadata 实战版)
机器学习不是“银弹”,但能救你于告警地狱:AIOps 减噪的 3 个实战方法(Motadata 实战版)
850 10
|
10月前
|
存储 监控 BI
IEC61850 标准分析
本节旨在深入概述IEC61850标准的结构和工作原理。首先,解释该标准的基本概念,然后简要介绍其内容。之后,逐一考察并详细分析该标准的各个部分。
860 0
|
机器学习/深度学习 算法 数据安全/隐私保护
BOC调制信号matlab性能仿真分析,对比功率谱,自相关性以及抗干扰性
本内容介绍了一种基于BOC(Binary Offset Carrier)调制的算法,使用Matlab2022a实现。完整程序运行效果无水印,核心代码配有详细中文注释及操作步骤视频。理论部分阐述了BOC调制在卫星导航中的应用优势:相比BPSK调制,BOC信号功率谱主瓣更窄、自相关函数主峰更尖锐,可优化旁瓣特性以减少干扰,提高频谱利用率和同步精度,适合复杂信道环境下的信号接收与处理。
|
安全 对象存储
OSS对象存储JavaV4签名
本文介绍了如何使用阿里云OSS-SDK生成V4版本的签名URL和Header签名。通过设置时间、访问密钥等参数,代码示例展示了如何创建带有V4签名的请求,适用于安全访问对象存储服务。相关文档链接提供了更多详细信息。
1318 7
|
数据采集 异构计算
实验室自用LabVIEW软件与商用软件价格差异分析
实验室自用LabVIEW软件与商用软件价格差异分析
525 2
|
消息中间件 缓存 Java
亿级流量电商平台微服务架构详解
【10月更文挑战第2天】构建一个能够处理亿级流量的电商平台微服务架构是一个庞大且复杂的任务,这通常涉及到多个微服务、数据库分库分表、缓存策略、消息队列、负载均衡、熔断降级、分布式事务等一系列高级技术和架构模式。
524 3

热门文章

最新文章