C语言整形提升

这几天做题发现整形提升的问题忘掉了，所以在这里总结一下。

整形提升是C程序设计语言的一项规定： 在表达式计算时，各种整形首先要提升为int类型，如果int类型不足以表示则要提升为unsigned int类型，然后执行表达式的运算(CPU是对补码进行运算的)。

整型提升的意义在于： 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。

C语言标准中仅规定了：
char的长度 ≤ short int的长度 ≤ int的长度
这意味着short int与int的长度有相等的可能。这种情形下，unsigned short就无法提升为int表示，只能提升为unsigned int。

整形提升的规则：(用char类型举例)
1、若是有符号数，则前面8 x 3位补符号位。
2、若是无符号数，则前面8 X 3位补0。

char类型数字在内存中的存储方式：

可以用下图形象的表示：

下面举几个例子来形象观察一下提升过程：

代码1：

#include <stdio.h>
int main()
{
	char c;
	unsigned char uc;
	unsigned short us;
	c = 128;
	uc = 128;
	us = c + uc; 
	printf("0x%x ", us);
	us = (unsigned char)c + uc;
	printf("0x%x ", us);
	us = c + (char)uc;
	printf("0x%x ", us);
	return 0;
}

输出结果：

分析程序：
c = 128 = 10000000(将128的补码的低8位赋给c)，c为有符号数，补1：
11111111 11111111 11111111 10000000

uc = 128 = 10000000(将128的补码的低8位赋给c)，uc为无符号数，补0：
00000000 00000000 00000000 10000000

us = c + uc =
11111111 11111111 11111111 10000000 +
00000000 00000000 00000000 10000000 =
00000000 00000000 00000000 00000000(取低16位)
us = (unsigned char)c + uc; us的二进制：00000000 00000000 00000001 00000000 （0 1 0 0）

us = (unsigned char)c + uc =
00000000 00000000 00000000 10000000 +
00000000 00000000 00000000 10000000 =
00000000 00000000 00000001 00000000(取低8位)

us = c + (char)uc =
11111111 11111111 11111111 10000000 +
11111111 11111111 11111111 10000000 =
11111111 11111111 11111111 00000000(取低8位)
所以，输出结果为：0x0 0x100 0xff00

代码2：

#include <stdio.h>
int main()
{
	char a = -1;
	signed char b = -1;
	unsigned char c = -1;
	printf("a=%d,b=%d,c=%d\n", a, b, c);
	return 0;
}

输出结果：

进行整形提升：
首先，a和b把-1的补码的低8位存起来，为：11111111，在打印的时候，因为a和b都是有符号的数，所以前面补符号位1:
11111111 11111111 11111111 11111111，因为格式是%d，所以以int类型打印11111111 11111111 11111111 11111111，打印结果就是-1。

对于c，先把-1的补码的低8位存起来，为：11111111，在打印的时候，因为c是无符号的数，所以前面补0：
00000000 00000000 00000000 11111111，因为格式是%d，所以以int类型打印00000000 00000000 00000000 11111111，打印结果就是 255。
注意：如果格式是%u，则以unsigned int类型打印。