【C语言】整型提升和算术转换

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整型提升

要想知道什么是整型提升，那就要从表达式求值说起

表达式求值

表 达 式 求 值 的 顺 序 一 部 分 是 由 操 作 符 的 优 先 级 和 结 合 性 决 定

同 样，有 些 表 达 式 的 操 作 数 在 求 值 的 过 程 中 可 能 需 要 转 换 为 其 他 类 型

什么是表达式？ 举个最简单的例子

int main()
{
	int a=3;
	int b=5;
	int c = a + b * 7;
	//c的式子即为表达式
	return 0;
}

而C的整个式子就是一个表达式求值

在这之中，参与计算的两个变量以及结果变量都是int类型，并不需要进行整型提升

在我们日常编写代码的时候，编译器经常会有隐式类型转换

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隐式类型转换

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化为普通整型，这种转换称为整型提升

float f =3.14
int num =f;

在上面这个代码中就有隐式类型转换，由float型转换为int型

但是会有精度的丢失

此时num为3

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我们知道，不同数据类型的数据大小如下

数据类型及大小

char	字符数据类型	4byte
short	短整型	2byte
int	整型	4byte
long	长整型	4(32), 8(64)
long long	长长整型	8byte
float	单精度浮点型（实型）	4byte
double	双精度浮点型（实型）	8byte

可以看到，short类型和char类型的字节数都是小于int类型的

当我们将一个int类型的数据存放到char中时，会发生截断

截断&提升

把四个字节放在1个字节的内容中，截断，只保留一个字节

把数字5放入char类型中，5的4个字节的内容会被截断

示例

char a = 3;
   //00000000000000000000000000000011 为3的二进制
   //00000011 -a

在char类型a中，只存放了3的后8位(1个字节)的内容

这就是截断的表现形式

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在char类型数据的表达式求值中，就会发生整型提升

规则如下：

把最高位视为符号位进行提升，在a和b的8位码前加24个0或1

代码示例1

#include <stdio.h>
int main()
{
    char a = 3;
    //00000000000000000000000000000011 为3的二进制
    //00000011 -a
    char b = 127;
    //00000000000000000000000001111111 为127的二进制
    //01111111 -b
    char c = a + b;
    //把最高位视为符号位进行提升
    //在a和b的8位码前加24个0
    //00000000000000000000000000000011
    //00000000000000000000000001111111
    //00000000000000000000000010000010

    //10000010 为char c
    //11111111111111111111111110000010  -补码
    //11111111111111111111111110000001  -反码
    //10000000000000000000000001111110  -原码
    // -126
    //发现a和b都是char类型的，都没有达到一个int的大小
    //这里就会发生整型提升
    printf("%d\n", c);//%d是有符号数，打印原码
    return 0;
}

编译器中，负数是以补码的形式存放的

但在使用的时候，要先转换成原码再计算其数值

代码示例2

再来看一个比较大小的示例

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;
}

猜猜打印结果是什么？

是这个吗？

a
b
c

错！

运行后，我们会发现编译器只打印了c这个字符

因为if只会比较整型

而char和short类型都不足4个字节，在比较的时候需要进行整型提升

提升之后的结果与原数据不同

而int c本身就是整型，无须进行整型提升

int c = 0xb6000000;

所以代码只打印了字符c

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代码示例3

再来看下面的这个代码，打印的结果是几呢？

#include <stdio.h>
int main()
 {
    int a = 3;
   int b = 5;
    short s = 5;
   printf("%u\n", sizeof(s = a + 3));
    
    return 0;
}

结果为2

因为最后的s是短整型，推断出来的长度为2

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代码示例4 -sizeof

int main()
{
	char c=1;
	printf("%u\n",sizeof(c));//1
    printf("%u\n",sizeof(+c));//4
    printf("%u\n",sizeof(-c));//4
    printf("%u\n",sizeof(!c));//4
    
    return 0;
}

当+c和-c参与计算的时候，就会进行整型提升

这里涉及到了另外一个重要的知识点，sizeof括号中表达式的问题

下篇博客会详细介绍!

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算术转换

说完整型提升，接下来就是和隐式类型转换很像的算术转换

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转换为另外一个操作数的类型，否则操作就无法进行。

下面的层次体系称为寻常算术转换

long double
double
float
unsigned long int
long int
unsigned int
int

具体是怎么转换的呢?

在进行运算的时候，如果某个操作数的类型在上表中排名较低，那么首先要转换为另外一个操作数的类型后，再执行运算。

简单地说，就是从下往上转换

注意：算术转换要合理，不然会有潜在的问题

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代码示例1

下面的是一个简单算术转换的示例

在int型和float类型一起计算的时候

int类型会转换为float类型进行计算

#include<stdio.h> 

int main()
{
	int a=3;
	float f =5.5;
	float ra =a+f;
	//算术转换，int-->float 
	
	return 0;
}

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表达式属性

这里可以引出另外一个知识点，表达式的属性

表达式的两个属性：

• 值属性
• 类型属性

如以下代码中

• a+b的结果30就是这个表达式的指属性

• 类型属性是int

int main()
{
	int a =10;
	int b=20;
	a+b;//表达式2个属性：值属性，类型属性
	//30 值属性 
	//int 类型属性 
	return 0;
}

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结语

本篇博客到这里就结束了

如果对你有帮助的话，还请点个赞再走吧！

这对我非常重要！