隐式类型转换

布满荆棘的人生 2023-10-04 23:37 115阅读 0赞

文章目录

  • 前言
    • 整形提升的概念
    • 整形提升的意义
    • 如何进行整形提升
      • 例一
      • 例二
      • 例三
  • 总结

前言

  我们在编程中经常进行数值运算，那么你清楚它具体是怎么进行的吗？本期就来带大家深入了解一下计算机进行数值运算的方法。

整形提升的概念

  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。
  这个的意思就是在使用char和short类型时会先进行整形提升，也就是从使用1个字节（char)变成使用4个字节，运算完成之后再进行截断，char只截取一个字节，short截取两个字节。

  1. char a = 256;
  2.     //0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000 0000  一个字节8个bit位
  3.     //截断:0000 0000
  4.     char b = 257;
  5.     //0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000 0001
  6.     //截断:0000 0001
  7.     printf("%d\n", a);
  8.     printf("%d\n", b);
  9.     return 0;

在这里插入图片描述

整形提升的意义

  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。

如何进行整形提升

  整形提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的。

  1. //负数的整形提升
  2. char c1 = -1;
  3. 变量c1的二进制位(补码)中只有8个bit位：
  4. 1111111
  5. 因为 char 为有符号的 char
  6. 所以整形提升的时候，高位补充符号位，即为1
  7. 提升之后的结果是：
  8. 11111111111111111111111111111111
  9. //正数的整形提升
  10. char c2 = 1;
  11. 变量c2的二进制位(补码)中只有8个bit位：
  12. 00000001
  13. 因为 char 为有符号的 char
  14. 所以整形提升的时候，高位补充符号位，即为0
  15. 提升之后的结果是：
  16. 00000000000000000000000000000001
  17. //无符号整形提升，高位补0

例一

  1. char a = 3;
  2.     //0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011
  3.     //0000 0011 发生截断
  5.     char b = 127;
  6.     //0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 1111
  7.     //0011 1111 截断
  9.     char c = a + b;
  10.     //先将 a 整形提升:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011
  11.     //再将 b 整形提升:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 1111
  13.     //c 的值:0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0010
  14.     //发生截断:1000 0010
  15.     //整形提升:1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0010 
  16.     printf("%d", c);
  17.     //这里是由%d打印，其实就是将c看成了整型
  18.     //1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0010 补码
  19.     //1000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 1101 反码
  20.     //1000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 1100 原码
  21.     //-126

例二

  1. char a = 0xb6;
  2.  short b = 0xb600;
  3.  int c = 0xb6000000;
  4.  if(a == 0xb6)
  5.  {
  7.      printf("a");
  8.  }
  9.  if(b == 0xb600)
  10.  {
  12.      printf("b");
  13.  }
  14.  if(c == 0xb6000000)
  15.  {
  17.      printf("c");
  18.  }
  19.  return 0;

在这里插入图片描述
  这里的0xb6转化为二进制就是 1011 0110，按照前面整形提升的方法，这是有符号char，前面补符号位，也就是1，结果就是1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011 0110，在内存中存储的是补码，要转化为原码来看。

  1. 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011 0110 //补码
  2. 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0100 1001 //反码，符号位不变，其余按位取反
  3. 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0100 1000 //原码，反码-1
  • 0xb6换成二进制就是
    0000 0000 0000 0000 0000 0000 1011 0110 // 182
  • a的实际存储是
    1000 0000 0000 0000 0000 0000 0100 1000 // -74
  • 两者的数据是不一样的，short同理，只有c是整型，不会发生整型提升，所以最终相等。

例三

  1. char c = 1;
  2.     char d = 2;
  3.     printf("%u\n", sizeof(c));
  4.     printf("%u\n", sizeof(c+d));
  5.     return 0;

在这里插入图片描述

  • 原因是只要参加了表达式运算，就会发生整型提升，这也是一个证明整型提升的例子。

总结

  因为对这部分内容不太常用，而且我也不太熟悉，所以迟迟未写，恰好今天有空，就去补了一下前面的内容，顺便写出来巩固自己的理解。
  谢谢大家观看，如果有什么不懂的地方可以私信或者评论区留言嗷，觉得不错可以点赞加收藏哦。学习时光阴总是流逝的飞快，那么本期就到此结束，让我们下期再见。

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