类型转换

整型提升

C/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
表达式的运算要在CPU内执行,CPU内整型运算器的操作数的字节长度一般是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

如果是unsigned类型的那么高位补0
如果是signed类型的那么高位补符号位
这里需要注意的是
char的长度≤short int的长度≤int的长度
这意味着short int与int的长度相等的可能。这种情形下,unsigned short就无法提升为int表示,只能提升为unsigned int(一般情况下short占2个字节,某些时候short会占4个字节)

算术转换

常用的算术转换是隐式地把值强制转换为相同的类型。编译器首先执行整数提升,如果操作数类型不同,则它们会被转换为下列层次中出现的最高层次的类型:
long double
double
float
unsigned long long
long long
unsigned long
long
unsigned int
int
比如int+unsigned int,int类型的操作数就要先提升到unsigned int然后进行计算
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

警告: 但是算术转换要合理,要不然会有一些潜在的问题:

1
2
float f = 3.14;
int num = f;//隐式转换,会有精度丢失

这里发生的隐式类型转换是这样的:在内存上创建一个const int类型的只读临时变量,其数值是3(将小数点后面舍去)然后将其赋值给num,所以会有精度丢失

测试

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char c;
unsigned char uc;
unsigned short us;
c = 128;
uc = 128;
us = c + uc;
printf("0x%x\n", us);
us = (unsigned char)c + uc;
printf("0x%x\n", us);
us = c + (char)uc;
printf("0x%x\n", us);

img1

第一次是这样的过程:
c = 128;
uc = 128;
us = c + uc;
由于c是char类型,uc是unsigned char类型他们相加就会提升到int类型:
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0000 c(char类型提示规则:高位补符号位)
0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0000 uc(unsigned char提升规则:高位补0)
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 这个int类型的计算结果放在寄存器中
然后将寄存器中的值放入us中,由于us是unsigned short类型所以舍掉前两个字节,就成了0x0

第二次是这样的过程:
c = 128;
uc = 128;
us = (unsigned char)c + uc;
同样c是char类型,uc是unsigned char类型,将c强转成unsigned类型,他们相加会提升到int类型:
0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0000 c(unsigned char提升规则:高位补0)
0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0000 uc(unsigned char提升规则:高位补0)
0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000 0000 这个int类型的计算结果放在寄存器中
然后将寄存器中的值放入us中,由于us是unsigned short类型所以舍掉前两个字节,就成了0x10

第三次是这样的过程:
c = 128;
uc = 128;
us = c + (char)uc;
同样c是char类型,uc是unsigned char类型,将c强转成unsigned char类型,他们相加会提升到int类型:
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0000 c(char类型提示规则:高位补符号位)
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0000 uc(char类型提示规则:高位补符号位)
1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000 这个int类型的计算结果放在寄存器中
然后将寄存器中的值放入us中,由于us是unsigned short类型所以舍掉前两个字节,就成了0xff00