【整型提升】 【算术转换】【两千字详解】

1.隐式类型转换

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。

1.1整型提升的概念

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。

例如：

int main()
{
	char a = 3;
	char b = 127;
	char c = a + b;

	printf("%d\n", c);
	return 0;
}

根据上文整型提升的概念，在计算c时不会用char类型的a，b直接相加，而是分别把a和b转化为整形后在相加得到一个int类型的数，然后在把这个数转化为char类型放到c中
注意：
整型提升的适用范围为类型小于整型的类型：如char(一个字节)，short（两个字节），均小于int等

那么问题来了，整型提升为什么要存在呢？

1.2整型提升的意义

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。

1.3如何进行整型提升

如何进行整体提升呢？：
整形提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的

负数的整形提升

负数补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

正数的整形提升

正数补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
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

无符号数的整形提升

高位补0

1.4实战应用

了解运算机制后，让我们回到之前的代码

int main()
{
	char a = 3;
	char b = 127;
	char c = a + b;

	printf("%d\n", c);
	return 0;
}

首先写出3的二进制序列

00000000 00000000 00000000 00000011

但是因为a是char类型只有一个字节，需要发生截断
因此a中放的8个比特位为：

00000011

同理，127的二进制序列为

00000000 00000000 00000000 01111111

b中放的8个比特位为

01111111

接下来运算时我们便要进行整形提升，在VS编译器中char==signed char，有符号数，补符号位
a整形提升后为

00000000 00000000 00000000 00000011

b整形提升后为

00000000 00000000 00000000 01111111

将a和b相加，二进制序列为

00000000 00000000 00000000 10000010

再将这个整形放到char c中，截断以后c中存放为

10000010

v最后将c用整形打印出来，我们需要再次运用整型提升，c为有符号数，补符号位，为

11111111 11111111 11111111 10000010  -补码

将补码变为原码，符号不变，-1取反

10000000 00000000 00000000 011111110

为-126

2 .算数转化

适用范围均大于等于整型类型：

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。

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

从下向上转换

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。

例如

int a=3;
float b=4.5f;

若要进行a+b，必然会把Int转化为float类型

警告：
但是算术转换要合理，要不然会有一些潜在的问题。

float f = 3.14;
int num = f;//隐式转换，会有精度丢失