C语言之类型转换

1、隐式类型转换

数据类型存在自动转换的情况。

自动转换发生在不同数据类型运算时，在编译的时候自动完成。

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。

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。 

 

char类型数据转换为int类型数据遵循ASCII码中的对应值。

字节小的可以向字节大的自动转换，但字节大的不能向字节小的自动转换。

如char可以转换为int，int可以转换为double，char可以转换为double。但是不可以反向。

但是算术转换要合理，要不然会有一些潜在的问题。

例：

float f = 3.14;

int num = f;//隐式转换，会有精度丢失

2、强制类型转换

强制类型转换是通过定义类型转换运算来实现的。

其一般形式为：(数据类型) (表达式);

其作用是把表达式的运算结果强制转换成类型说明符所表示的类型。

在使用强制转换时应注意以下问题

1）数据类型和表达式都必须加括号, 如把(int)(x/2+y)写成(int)x/2+y则成了把x转换成int型之后再除2再与y相加了。

2）转换后不会改变原数据的类型及变量值，只在本次运算中临时性转换。

3）强制转换后的运算结果不遵循四舍五入原则。

3、整型提升

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。

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。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。

2）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。（无符号数补0）

例： 

char a = 3;

//00000000000000000000000000000011 - 3，int - 4个字节

//00000011 - a，char - 1个字节，变量a的二进制位(补码)中只有8个比特位，发生截断

char b = 127;

//00000000000000000000000001111111 - 127，int - 4个字节

//01111111 - b，char - 1个字节，变量b的二进制位(补码)中只有8个比特位，发生截断

char c = a + b;

//a和b如何相加

//整型提升，整形提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的。

//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。

//00000011，整型提升后00000000000000000000000000000011

//01111111，整形提升后00000000000000000000000001111111

//整型提升后相加，00000000000000000000000010000010

//char - 1个字节，变量c的二进制位(补码)中只有8个比特位发生截断

//10000010 - c

//以%d的形式打印，打印整型，还要整型提升

//11111111111111111111111110000010 - 补码

//11111111111111111111111110000001 - 反码，补码-1得到反码

//10000000000000000000000001111110 - 原码，反码取反

printf("%d\n", c);//结果为-126

3）整数的二进制表示有：原码，反码，补码，存储到内存的是补码。

正数的原码、反码、补码是相同的

最高位是符号位，1表示负数，0表示整数

//-1

//10000000000000000000000000000001 - 原码

//11111111111111111111111111111110 - 反码 符号位不变，其他位按位取反

//11111111111111111111111111111111 - 补码 反码+1，得到补码

4）整型提升的例子

c只要参与表达式运算，就会发生整形提升。表达式 +c ，就会发生提升，所以sizeof(+c)是4个字节

表达式 - c 也会发生整形提升，所以sizeof(-c) 是4个字节。

但是sizeof(c)，就是1个字节

//char c = 1;

//printf("%u\n", sizeof(c));//1，char - 1个字节

//printf("%u\n", sizeof(+c));//4

//printf("%u\n", sizeof(-c));//4

例：

//程序输出什么？

char a = -128;

//10000000000000000000000010000000 - -128，原码

//11111111111111111111111101111111 - -128，反码

//11111111111111111111111110000000 - -128，补码

//char字符只能存8个bit位，存补码，10000000

//打印结果%u，打印整型，发生整型提升。

//a的类型是char类型，有符号的char，整型提升有符号位补符号位

//11111111111111111111111110000000 - 整型提升之后的结果，补码

//正常情况下应该算出原码，但是这里以 %u 无符号数打印。此时认为内存中存储的是无符号数，原码、反码、补码都相同。

//11111111111111111111111110000000 - 就是此时的原码

printf("%u\n", a);//结果是4294967168

//%d - 打印十进制的有符号数字

//%u - 打印十进制的无符号数字