C语言对类型的转换

C语言对类型的转换

我们都知道，C语言中内置了多种整形类型，占用空间从大到小，基本满足各类使用场景（比如超长数字的运算就不属此范畴），当程序对大小小于 int 类型的整形进行调用或是储存时，会发生整形提升和截断，当不同类型的数据进行计算时，会发生算数转换

整形提升和截断

整形提升

在C程序中，整形的算术运算总是以缺省（默认）整形类型进行运算的，即使用 int 类型进行运算。因此，在使用 char 等长度小于 int 的类型进行计算时，会发生整形提升。

整形提升规则

对于 signed 类型，高位补充符号位

对于 unsigned 类型，高位补0

注意 整形提升和截断均是对补码的操作

int main()
{
	char a = -1;
	//此时a为 10000001
	//求补码：11111111
	char b = 4;
	//b：00000100

	//此时对a，b进行调用
	char c = 0;
	c = a + b;
	//发生整形提升
	//		  a：11111111 11111111 11111111 11111111
	//		  b：00000000 00000000 00000000 00000100
	//   相加：(1)00000000 00000000 00000000 00000011
	//    0x       00       00       00       03
	 
	return 0;
}

如打印、计算等操作都会发生整形提升

整形提升的意义

通过整形提升，可以对CPU中的运算器件进行复用

对于大多数现代的 CPU 架构来说，整数运算器通常会以特定的字长（word length）为单位进行计算。这个字长通常是指 CPU 寄存器的位数，比如32位或64位，当CPU为32位时，会以 int 为单位进行计算

因此，即使是两个 char 类型的计算，也要转换成两个 int 类型之间的计算。即先转换成 int ，再进行运算

当一个表达式中包含了大于 int 的类型时，宽度超过了 CPU 字长，在运算时需要进行额外的处理，比如拆分成多个操作数进行运算、进行额外的位操作等

截断

以上面这段代码为例，得到的 c 仍旧为 4 bytes ，显然无法存入 char，此时发生截断

截断规则

从低位开始，按照存入空间的大小对整形进行截断，保留低位，丢弃高位

如 char c = 00000011

---

以下是一个对整形提升和截断的规则进行解析的例子

//使用不当时，整形提升和截断也会造成一些问题
#include <stdio.h>
int main()
{
    char a = -128;
    // 10000000 00000000 00000000 10000000
    // 11111111 11111111 11111111 01111111
    // 11111111 11111111 11111111 10000000
    // 截断，存入a
    // 10000000 -- a
    
    
    // 整形提升，有符号数，高位补1
    // 11111111 11111111 11111111 10000000
    // 打印无符号
    printf("%u\n", a);
    //4294967168
    // %u - 打印无符号整数

    printf("%d\n", a);
    // 11111111 11111111 11111111 10000000
    // 认为是负数，求原码
    // 10000000 00000000 00000000 01111111
    // 10000000 00000000 00000000 10000000
    // -128
    return 0;
}

算数转换

当不同类型的整形之间进行运算时，需要将整形转换为同一类型后进行计算

下面这个表格中位置较低的类型，在遇到位置较高的类型时，会发生算数转换

类型
long double
double
float
unsigned long
long
unsigned int
int
short
char

long long 和 long double 的优先级尚不明确（我还没有找到明确解析）

long double 在 C99 标准中被引入，用以表示更高精度的浮点数

长度可能会应编译器和平台的不同而产生差异，可能和 double 一样长，可能更长(8/12/16Bytes)